QCM Algorithmes, structures de données et complexité – Partie 5

Les algorithmes, les structures de données et la complexité sont des concepts fondamentaux en informatique, essentiels pour concevoir des systèmes performants et efficaces. Que vous soyez étudiant, professionnel en développement logiciel ou passionné par l’informatique, comprendre ces notions est crucial pour résoudre des problèmes complexes et optimiser les performances des applications. Dans cet article, nous vous proposons un QCM (Questionnaire à Choix Multiples) couvrant ces trois domaines clés. À travers ce test, vous pourrez évaluer vos connaissances en matière de conception d’algorithmes, de choix de structures de données appropriées et d’analyse de la complexité des algorithmes. Que vous soyez débutant ou confirmé, ce QCM vous aidera à tester vos compétences et à améliorer votre compréhension de ces concepts fondamentaux.

 

1. La complexité du cas moyen d’un algorithme est _______?

A Beaucoup plus compliqué à analyser que celui du pire des cas

B Beaucoup plus simple à analyser que celle du pire des cas

C Parfois plus compliqué et parfois plus simple que celui du pire des cas

D Aucun de ces réponses

A
Analyser la complexité du cas moyen d’un algorithme est généralement plus compliqué que celle du pire des cas. Cela s’explique par le fait que le cas moyen dépend souvent de la distribution des entrées, ce qui rend l’analyse plus complexe et moins prévisible. En revanche, la complexité du pire des cas représente une borne supérieure plus facile à calculer, indépendamment des données d’entrée.

 

2. Lequel des énoncés suivants n’est pas vrai en ce qui concerne les algorithmes de tri basés sur la comparaison?

A La complexité temporelle minimale possible d’un algorithme de tri basé sur la comparaison est O (n * Logn) pour un tableau d’entrée aléatoire.

B Tout algorithme de tri basé sur la comparaison peut être rendu stable en utilisant la position comme critère lorsque deux éléments sont comparés

C Le tri comptage n’est pas un algorithme de tri basé sur la comparaison

D Le tri par tas n’est pas un algorithme de tri basé sur la comparaison.

D
Le tri par tas (ou heap sort) est un algorithme basé sur la comparaison. Il fonctionne en construisant une structure de tas (heap), qui permet de comparer les éléments pour les organiser correctement.

Pour les autres options :

  • A est vrai : la complexité minimale pour les algorithmes de tri basés sur la comparaison (comme le tri fusion ou le tri rapide) est O(n * log n) dans le meilleur des cas.
  • B est vrai : il est possible de rendre stable un algorithme de tri basé sur la comparaison en utilisant la position comme critère de comparaison en cas d’égalité.
  • C est vrai : le tri comptage n’est pas basé sur la comparaison des éléments, mais sur la fréquence des valeurs.

 

3. Deux mesures principales pour l’efficacité d’un algorithme sont _______?

A Processeur et mémoire

B Complexité et capacité

C Temps et espace

D Données et espace

C
Les deux mesures principales pour évaluer l’efficacité d’un algorithme sont le temps (la complexité temporelle) et l’espace (la complexité spatiale).

  • Le temps mesure combien de temps l’algorithme prend pour exécuter une tâche en fonction de la taille des données d’entrée.
  • L’espace mesure la quantité de mémoire utilisée par l’algorithme pendant son exécution.

Ces deux critères sont essentiels pour évaluer la performance d’un algorithme dans un contexte pratique.

 

 
4. Soit w(n) et V(n), respectivement, le pire des cas et le temps moyen d’exécution d’un algorithme exécuté sur une entrée de taille n. Lequel des énoncés suivants est TOUJOURS VRAI?
 
A V(n) = Θ(w(n))

B V(n) = Ω(w(n))

C V(n) = O(w(n))

D V(n) = o(w(n))

C
La complexité temporelle dans le pire cas est toujours supérieure ou égale à la complexité temporelle moyenne.

Explication:

  • V(n) est le temps moyen d’exécution de l’algorithme pour une entrée de taille n.
  • w(n) est le temps d’exécution dans le pire des cas pour une entrée de taille n.

Le pire des cas w(n) représente une borne supérieure du temps d’exécution pour toutes les entrées de taille n, tandis que V(n) est la moyenne des temps d’exécution, qui peut être plus petite, mais ne peut jamais être plus grande que w(n). Cela implique que V(n) est O(w(n)), c’est-à-dire que le temps moyen d’exécution est limité par le temps d’exécution dans le pire des cas.
Les autres réponses ne sont pas toujours vraies:

  • A (V(n) = Θ(w(n))) n’est pas toujours vrai, car le temps moyen peut être beaucoup plus faible que le pire des cas.
  • B (V(n) = Ω(w(n))) n’est pas vrai, car le temps moyen peut être inférieur au pire des cas.
  • D (V(n) = o(w(n))) n’est pas toujours vrai, car le temps moyen ne peut pas être strictement inférieur à une proportion constante du pire des cas pour toutes les tailles d’entrée.

 

5. Quelle est la complexité temporelle de l’algorithme de recherche binaire ?

A O(n)

B O(log n)

C O(n log n)

D O(1)

B
La recherche binaire est un algorithme efficace pour rechercher un élément dans une liste triée. À chaque étape, l’algorithme divise l’espace de recherche par deux, ce qui donne une complexité en O(log n).

 

6. Les listes chaînées sont les mieux adaptées pour ____?

A La collecte de données relativement permanentes

B La taille et les données qui changent constamment

C Tout les réponses sont vrais

D Aucun de ces réponses

B
Les listes chaînées sont particulièrement adaptées aux situations où la taille des données change fréquemment, car elles permettent d’ajouter ou de supprimer facilement des éléments sans avoir à déplacer d’autres éléments, contrairement aux tableaux. Chaque élément (ou « nœud ») de la liste contient une référence au suivant, ce qui facilite l’ajout ou la suppression d’éléments à n’importe quelle position.

Les listes chaînées ne sont pas idéales pour les données permanentes ou les données dont la taille reste constante, car elles impliquent un certain surcoût en mémoire (en raison des pointeurs entre les nœuds) et une gestion plus complexe par rapport à d’autres structures comme les tableaux.

 

7. Quelle est la différence entre un algorithme itératif et un algorithme récursif ?

A Un algorithme itératif résout les problèmes par répétition d’un bloc d’instructions, tandis qu’un algorithme récursif résout un problème en appelant lui-même.

B Un algorithme itératif utilise des boucles, tandis qu’un algorithme récursif n’utilise jamais de boucles.

C Un algorithme itératif est toujours plus lent qu’un algorithme récursif.

D Un algorithme itératif nécessite plus de mémoire qu’un algorithme récursif.

A
Un algorithme itératif utilise des boucles (comme for ou while) pour répéter une tâche. En revanche, un algorithme récursif résout un problème en appelant une fonction qui s’appelle elle-même avec des sous-problèmes plus petits jusqu’à ce que le cas de base soit atteint.

 

8. Le facteur d’espace est mesuré par ____?

A La taille de la mémoire maximale requise par l’algorithme

B La taille de la mémoire minimale requise par l’algorithme

C La taille de la mémoire moyenne requise par l’algorithme

D La taille de l’espace disque maximum requis par l’algorithme

A
Le facteur d’espace (ou complexité spatiale) mesure la quantité de mémoire maximale requise par un algorithme pendant son exécution. Cela inclut l’espace pour les variables, les structures de données, et les autres ressources nécessaires pour exécuter l’algorithme.

 

9. Quelle est la complexité temporelle du tri à bulles dans le pire des cas ?

A O(1)

B O(n)

C O(n log n)

D O(n²)

D
Le tri à bulles a une complexité de O(n²) dans le pire des cas, car il nécessite deux boucles imbriquées pour parcourir tous les éléments et effectuer des comparaisons. Dans le pire des cas, chaque élément doit être comparé à chaque autre élément.

 

 

10. Dans quel cas la recherche binaire est-elle applicable ?

A Lorsque les éléments d’une liste ne sont pas triés.

B Lorsque les éléments d’une liste sont triés.

C Lorsque les éléments sont stockés dans une table de hachage.

D Lorsqu’on cherche à diviser un problème en sous-problèmes.

B
La recherche binaire est efficace uniquement sur des listes triées. Elle fonctionne en divisant l’ensemble de données en deux parties égales à chaque itération, ce qui permet de réduire la taille de la recherche à chaque étape.

 

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