几何、排序与在线算法补缺

共 29 题
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1. CLRS Part III Data Structures 中栈、队列、链表、散列表、二叉搜索树的工程取舍。

A 链表缓存不友好,但插入删除灵活,适合频繁增删场景 ✓ 正确答案
B 二叉搜索树保证摊还 O(1) 查询
C 栈与队列支持随机访问
D 散列表提供有序遍历能力,取代二叉搜索树
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2. CLRS Part II Sorting and Order Statistics 中堆排、快排、归并、计数、桶、基数的工业实现差异。

A 归并排序不需要额外内存
B 堆排是缓存最友好的排序
C 快排因缓存友好与平均性能成为工业默认,introsort 用堆排兜底 ✓ 正确答案
D 基数排序是比较型排序
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3. CLRS Part IV Advanced Design and Analysis 中动态规划、贪心、分治、摊还分析的工程应用。

A 贪心在局部最优不一定推出全局最优时仍保证正确
B 动态规划依赖最优子结构与重叠子问题,用状态表避免重复计算 ✓ 正确答案
C 摊还分析分析的是一次操作的最坏复杂度
D 分治只适用于排序问题
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4. CLRS Part V Advanced Data Structures 中 B 树、斐波那契堆、van Emde Boas 的工程取舍。

A B 树通过低扇出减少磁盘 IO
B 斐波那契堆理论复杂度优秀但常数大,工程中常被二叉堆取代 ✓ 正确答案
C van Emde Boas 树内存开销小,适合通用场景
D 斐波那契堆是最常用的工程堆
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5. Radix Sort 在数据库排序(Radix Partition Join)的工程应用。

A 它无法并行化
B 它只适用于字符串键
C 用基数分桶把数据按哈希高位分桶,减少缓存缺失提升连接性能 ✓ 正确答案
D 它比比较型排序更依赖比较操作
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6. Online Vertex Cover 的 deterministic 与 randomized 竞争比分析。

A 随机化不会影响竞争比
B 确定性算法可达到任意小的竞争比
C 确定性算法有竞争比下界 2,随机化可突破该下界 ✓ 正确答案
D 在线算法无需立即决策
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7. Rotating Sweep(旋转扫描)在凸包、几何对踵点的 O(n) 推导。

A 对踵点随旋转单调推进,可用双指针 O(n) 求解 ✓ 正确答案
B 旋转卡壳需要 O(n log n) 且无法优化
C 它对任意简单多边形都适用
D 其复杂度为 O(n²)
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8. Adwords 算法的广义版本与 budget 约束的工程实现。

A 其竞争比可以是任意大
B 它不考虑预算,只最大化收益
C 它只适用于离线场景
D 在预算约束下在线分配广告,用随机化达到 1-1/e 竞争比 ✓ 正确答案
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9. Antithetic Variates、Control Variates、Rao-Blackwellization 在方差缩减的工程实现。

A 控制变量用无关变量调整
B 对偶变量用正相关样本消除方差
C 方差缩减会增加样本量
D Rao-Blackwell 化用条件期望替代估计,方差不增 ✓ 正确答案
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10. Azuma-Hoeffding 不等式在鞅差序列的工程应用。

A 要求每步变化无界
B 只适用于独立同分布序列
C 对鞅差序列部分和给出指数衰减的尾概率界 ✓ 正确答案
D 它只能用于下界
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11. BSP(Binary Space Partitioning)树在光线追踪、碰撞检测的工程实现。

A BSP 树是动态场景的默认选择
B BSP 树无法用于碰撞检测
C BSP 树不进行空间分割
D 用平面递归二分空间,支持沿光线方向剪枝减少相交测试 ✓ 正确答案
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12. Bandits 中 UCB1、Thompson Sampling、Contextual Bandits、EXP3 的工程取舍。

A 所有算法都要求环境是非平稳的
B EXP3 面向对抗性环境,UCB1 适合平稳环境 ✓ 正确答案
C Contextual Bandits 不适合个性化推荐
D Thompson Sampling 只适用于对抗性环境
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13. CDT(Constrained Delaunay Triangulation)在约束线段保留的工程实现。

A CDT 只用于平面剖分,不用于网格生成
B CDT 会忽略约束边
C CDT 不满足 Delaunay 空圆性质
D 在 Delaunay 剖分基础上用边恢复等方法强制保留约束线段 ✓ 正确答案
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14. CLRS Part I Foundations 中算法分析、渐近记号、Master 定理、概率分析、势能法的工程语义。

A 概率分析只用于非随机算法
B Master 定理用于求解所有随机递推
C 渐近记号描述精确操作次数
D 势能法通过势函数分析摊还操作的总代价 ✓ 正确答案
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15. Central Limit Theorem(CLT)在样本均值收敛的工程应用。

A 样本均值误差随样本量线性衰减
B CLT 只适用于正态分布
C 大量独立同分布样本的均值近似正态,用于构造置信区间与误差估计 ✓ 正确答案
D CLT 无需样本独立前提
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16. Chebyshev 不等式在弱大数律的工程应用。

A 只需方差有限即可给出偏离均值的概率上界,无需分布假设 ✓ 正确答案
B 它要求变量服从正态分布
C 它给出的概率界是线性的
D 它只能用于下界
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17. Concentration Inequality 在概率算法的工程应用。

A 集中不等式只适用于确定性算法
B 它们给出的概率界是线性的、不衰减
C 给出随机变量偏离期望的指数衰减概率界,用于证明随机算法的高概率保证 ✓ 正确答案
D 所有集中不等式都要求变量独立且无界
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18. Curve Reconstruction(曲线重建)在点云→曲线的工程算法。

A 曲线重建只需线性插值,无需处理噪声
B 它不关心连通性
C 通过构造邻接关系并连接点成折线,从点云恢复曲线 ✓ 正确答案
D 曲线重建只能用于二维
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19. Engineering Radix Sort 在 32/64-bit 整数的高吞吐工程实现。

A 桶数越多越好,无需考虑缓存
B 它依赖大量比较操作
C 无法并行化
D 通过分桶、顺序访问与 SIMD/并行优化实现高吞吐 ✓ 正确答案
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20. Exponential Weights、Hedge、Randomized Weighted Majority 的工程实现。

A 按损失指数更新权重并随机按权重选择,保证 O(√T) 遗憾界 ✓ 正确答案
B 它只保留一个最优专家
C 它不提供任何遗憾保证
D 权重更新与损失无关
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21. Gaussian Process 入门在贝叶斯优化的工程实现。

A 采集函数只进行利用
B GP 只给出点预测,不提供不确定性
C 贝叶斯优化不依赖代理模型
D GP 提供后验均值与方差,采集函数平衡探索与利用选择采样点 ✓ 正确答案
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22. Hoeffding 不等式在 PAC 学习边界的工程应用。

A Hoeffding 界只适用于无界变量
B 用 Hoeffding 界推导样本复杂度,得到样本量与泛化误差保证的定量关系 ✓ 正确答案
C PAC 学习不需要样本量保证
D Hoeffding 界给出的是线性界
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23. Markov 不等式在粗略概率界的工程应用。

A 它只适用于正态分布
B 它要求变量有界且方差已知
C 只需期望即可给出 P(X≥a) ≤ E[X]/a 的粗略概率界 ✓ 正确答案
D 它给出的是最紧的界
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24. Metrical Task System(MTS)在 k-server 问题的统一框架。

A k-server 是 MTS 的特例,MTS 为在线问题提供统一竞争比分析框架 ✓ 正确答案
B MTS 与 k-server 无关
C MTS 不涉及状态转移
D k-server 不涉及移动代价
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25. Minkowski Sum 在机器人运动规划、碰撞检测的工程应用。

A Minkowski Sum 与碰撞检测无关
B 凸情形的 Minkowski Sum 需要 O(n²) 时间
C 它只适用于二维
D 用机器人-障碍物的 Minkowski Sum 构成配置空间障碍,简化碰撞检测 ✓ 正确答案
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26. Reservoir Sampling 的 Algorithm R 与 Algorithm Z 在流式采样的工程差异。

A Algorithm Z 用指数跳跃跳过无需替换的元素,减少随机数生成 ✓ 正确答案
B Algorithm Z 牺牲均匀性换效率
C Algorithm R 每元素都生成随机数,与 Z 相同开销
D Algorithm Z 只能采样固定大小
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27. SIMD Radix Sort 在 AVX-512、VPSHUFB 的向量指令工程实现。

A VPSHUFB 用于整数比较
B 用 AVX-512/VPSHUFB 向量化直方图与重排,实现高吞吐排序 ✓ 正确答案
C 它只能串行处理,无法向量化
D SIMD 排序不依赖内存带宽
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28. SimHash 与 MinHash 在 Jaccard 与余弦相似度的误差界推导。

A MinHash 估计 Jaccard、SimHash 估计余弦,误差随投影数 k 减小 ✓ 正确答案
B MinHash 估计余弦相似度
C 两者都给出精确相似度
D 误差与投影数无关
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29. k-server 问题的 (2k-1) 竞争比与 work function algorithm。

A 最优竞争比为 2k
B work function algorithm 以离线最优代价为势函数,达到 2k-1 竞争比 ✓ 正确答案
C work function 不涉及离线最优
D 确定性算法竞争比下界为 1