Datenstrukturen und Algorithmen: Interaktive Lernquizzes für Informatik-Schüler

Question 1

Welche Komplexitäten haben die lineare Suche, die binäre Suche und eine Hash-Tabelle? Erkläre, wie diese Komplexitäten die praktische Anwendung dieser Algorithmen beeinflussen.

Accepted Answer

Lineare Suche: O(n), Binäre Suche: O(log n), Hash-Tabelle: O(1)

Answer

Lineare Suche: O(1), Binäre Suche: O(n), Hash-Tabelle: O(n²)

Answer

Lineare Suche: O(n²), Binäre Suche: O(log n), Hash-Tabelle: O(n)

Question 2

Was ist Lastenausgleich und wie wird er in der Praxis eingesetzt, beispielsweise bei der Verwaltung von Webservern?

Accepted Answer

Lastenausgleich verteilt eingehende Anfragen gleichmäßig auf mehrere Server, um Überlastung zu vermeiden.

Answer

Lastenausgleich verbessert die Antwortzeit von Webservern durch Caching.

Answer

Lastenausgleich ist nur für große Webanwendungen mit hohem Traffic relevant.

Answer

Lastenausgleich ist eine komplexe Technik, die nur von Experten implementiert werden kann.

Question 3

Was ist das Prinzip rekursiver Aufrufe und wie werden sie in einem Algorithmus zur Berechnung der Fakultät einer Zahl eingesetzt?

Accepted Answer

Rekursion ist ein Algorithmus, der sich selbst aufruft, um ein Problem zu lösen.

Accepted Answer

Rekursion kann nur verwendet werden, wenn das Problem in mehrere kleinere Teilprobleme zerlegt werden kann.

Answer

Ein rekursiver Aufruf ist ein Aufruf einer anderen Funktion innerhalb derselben Funktion.

Answer

Rekursive Algorithmen sind immer langsamer als iterative Algorithmen.

Question 4

Wie funktioniert die binäre Suche in einer aufsteigend sortierten Liste?

Accepted Answer

Sie teilt das Suchintervall in der Mitte, vergleicht den Wert dort mit dem gesuchten Element und passt das Intervall entsprechend an.

Answer

Sie durchsucht die Liste von Anfang bis Ende und vergleicht jedes Element mit dem gesuchten Wert.

Answer

Sie kann nicht auf sortierte Listen angewendet werden, da sie alle Elemente durchsuchen muss.

Question 5

Welche Aussage beschreibt den Dijkstra-Algorithmus korrekt?

Accepted Answer

Berechnet iterativ den kürzesten Weg zwischen zwei Knoten in einem gewichteten Graphen.

Answer

Ermittelt den kürzesten Weg in einem ungerichteten Graphen und ist gierig.

Answer

Findet alle möglichen Pfade in einem Graphen durch dynamische Programmierung.

Answer

Ist ein rekursiver Algorithmus, der den kürzesten Weg in einem azyklischen ungerichteten Graphen findet.

Question 6

Implementieren Sie eine Hash-Tabelle in Python, die lineares Sonden zur Kollisionsbehandlung verwendet. Erläutern Sie anschließend die Vor- und Nachteile dieser Methode.

Accepted Answer

Implementieren einer Hash-Tabelle in Python mit linearem Sonden

Accepted Answer

Erläutern der Vor- und Nachteile der linearen Sondierung

Answer

Implementieren einer Hash-Tabelle in einer anderen Programmiersprache

Answer

Erläutern einer anderen Kollisionsbehandlungstechnik

Question 7

Welche Datenstruktur ist der Reihe nach angeordnet und ermöglicht nur das Hinzufügen und Entfernen von Elementen am Ende?

Accepted Answer

Queue

Answer

Array

Answer

Stack

Answer

Liste

Question 8

Beschreibe den Knuth-Morris-Pratt-Algorithmus zur effizienten Suche eines Musters in einem Text. Analysiere anschließend die Laufzeitkomplexität deines Algorithmus.

Accepted Answer

Ein Algorithmus, der eine Präfixtabelle verwendet, um die Suche zu optimieren. Analysiere seine Laufzeitkomplexität.

Answer

Ein Algorithmus, der die Zeichenfolge sequentiell durchläuft und jedes Zeichen mit dem Muster vergleicht. Analysiere dessen Laufzeitkomplexität.

Answer

Ein Algorithmus, der rekursiv nach dem Muster sucht. Analysiere dessen Laufzeitkomplexität.

Question 9

Welche der folgenden Datenstrukturen verwendet das LIFO-Prinzip (Last-In-First-Out)?

Accepted Answer

Stack

Answer

Queue

Answer

Array

Answer

Liste

Question 10

Welcher der folgenden Sortieralgorithmen ist am effizientesten für große Datenmengen?

Accepted Answer

Quicksort

Answer

Bubblesort

Answer

Selectionsort

Answer

Insertionsort

Question 11

Welche der folgenden Suchalgorithmen ist am effizientesten für eine sortierte Liste?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Lineare Suche

Answer

Jump-Suche

Answer

Interpolationssuche

Question 12

Welche der folgenden Aussagen über die Komplexitätsanalyse von Algorithmen ist richtig?

Accepted Answer

Die Komplexitätsanalyse eines Algorithmus beschreibt die Anzahl der Operationen, die der Algorithmus im schlimmsten Fall für eine gegebene Eingabedatenmenge ausführt.

Answer

Die Komplexitätsanalyse eines Algorithmus beschreibt die Anzahl der Operationen, die der Algorithmus im besten Fall für eine gegebene Eingabedatenmenge ausführt.

Question 13

Welche der folgenden Schleifenstrukturen wird in Java verwendet, um eine bestimmte Anzahl von Iterationen auszuführen?

Accepted Answer

for

Answer

while

Answer

foreach

Answer

do-while

Question 14

Welche der folgenden Methoden wird in Java verwendet, um eine Zeichenfolge in Großbuchstaben umzuwandeln?

Accepted Answer

toUpperCase()

Answer

trim()

Answer

toLowerCase()

Answer

substring()

Question 15

Was trifft auf Arrays zu?

Accepted Answer

Arrays sind geordnete Sammlungen von Elementen desselben Datentyps.

Answer

Ein Array kann Elemente mit unterschiedlichen Datentypen speichern.

Answer

Arrays können nach dem Erstellen nicht mehr verändert werden.

Question 16

Welche Datenstruktur eignet sich am besten zum Verwalten von Elementen, die in der Reihenfolge ihres Eintreffens hinzugefügt und entfernt werden sollen?

Accepted Answer

Queue (Warteschlange)

Answer

Stack (Stapel)

Answer

Liste

Answer

Baum

Question 17

Welche Zeitkomplexität hat Bubble Sort im schlimmsten Fall?

Accepted Answer

O(n²)

Answer

O(n)

Answer

O(1)

Answer

O(log n)

Question 18

Was ist der Hauptunterschied zwischen einem Stack und einer Queue?

Accepted Answer

Ein Stack folgt dem LIFO-Prinzip (Last In First Out), eine Queue dem FIFO-Prinzip (First In First Out).

Answer

Stacks können nur Zeichenfolgen speichern.

Question 19

Welche Datenstruktur ist optimal für das Verwalten einer Liste von Elementen, bei der Elemente ausschließlich am Ende eingefügt und am Anfang entfernt werden können?

Accepted Answer

Stack

Answer

Array

Answer

Verkettete Liste

Answer

Warteschlange

Question 20

Welche Datenstruktur eignet sich am besten für die Verwaltung einer Kundenliste in einer Warteschlange?

Accepted Answer

Warteschlange

Answer

Array

Answer

Stapel

Answer

Verkettete Liste

Question 21

Welcher Algorithmus ist optimal, um die Häufigkeit eines bestimmten Elements in einer sortierten Liste zu ermitteln?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Bubblesort

Answer

Einfügesortierung

Answer

Lineare Suche

Question 22

Was ist der größte Vorteil einer verketteten Liste gegenüber einem Array?

Accepted Answer

Verkettete Listen sind dynamisch und können ihre Größe zur Laufzeit ändern.

Answer

Verkettete Listen benötigen weniger Speicherplatz.

Answer

Verkettete Listen bieten schnelleren Zugriff auf Elemente.

Question 23

Welche Aussage über Algorithmen ist zutreffend?

Accepted Answer

Algorithmen sind eine schrittweise Anleitung zur Problemlösung.

Answer

Algorithmen sind immer effizient.

Answer

Algorithmen sind ausschließlich für Computerprogramme geeignet.

Question 24

Welcher Algorithmus ist am besten geeignet, um ein Element in einem **bereits sortierten** Array zu finden?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Bubble Sort

Answer

Lineare Suche

Answer

Hashing

Question 25

Welche Eigenschaft beschreibt eine Queue am besten?

Accepted Answer

FIFO (First In, First Out)

Answer

LIFO (Last In, First Out)

Answer

Zufälliger Zugriff

Answer

Sortiertes Einfügen

Question 26

Welcher Algorithmus sortiert ein Array durch wiederholtes Vertauschen **benachbarter** Elemente?

Accepted Answer

Bubble Sort

Answer

Quick Sort

Answer

Merge Sort

Answer

Insertion Sort

Question 27

Welche Eigenschaft beschreibt einen Stack?

Accepted Answer

LIFO (Last In, First Out)

Answer

Zufälliger Zugriff

Answer

FIFO (First In, First Out)

Question 28

Welche Aussage über Arrays ist **korrekt**?

Accepted Answer

Arrays haben einen festen Speicherplatz.

Answer

Arrays erlauben den Zugriff auf Elemente mit **beliebigen** Indizes.

Answer

Arrays sind ideal für die Verwaltung von Daten mit **verschiedenen** Datentypen.

Answer

Arrays können dynamisch vergrößert werden.

Question 29

Welcher Algorithmus verwendet eine **Divide-and-Conquer-Strategie**, um ein Array zu sortieren?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Insertion Sort

Answer

Bubble Sort

Question 30

Welcher Algorithmus ist für die Suche nach dem kleinsten Element in einem **unsortierten** Array am effizientesten?

Accepted Answer

Lineare Suche

Answer

Quick Sort

Answer

Hashing

Answer

Binäre Suche

Question 31

Welche Aussage über Linked Lists ist **korrekt**?

Accepted Answer

Linked Lists erlauben die dynamische Anpassung der Größe.

Answer

Linked Lists benötigen einen festen Speicherplatz.

Answer

Linked Lists bieten einen **schnellen** Zugriff auf ein bestimmtes Element.

Question 32

Welche der folgenden Datenstrukturen ist eine **geordnete** Sammlung von Elementen?

Accepted Answer

Liste

Answer

Queue

Answer

Array

Answer

Stack

Question 33

Welcher Algorithmus wird verwendet, um ein **geordnetes** Array zu durchsuchen?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Breiten-Suche

Answer

Lineare Suche

Answer

Tiefen-Suche

Question 34

Welcher Sortieralgorithmus ist in der Regel am effizientesten für große Datenmengen?

Accepted Answer

Quicksort

Answer

Bubblesort

Answer

Selectionsort

Answer

Insertionsort

Question 35

Welche der folgenden Anwendungen nutzt eine Warteschlange (Queue) als Datenstruktur?

Accepted Answer

Druckerspuffer

Answer

Datenbank

Answer

Suchmaschine

Answer

Webserver

Question 36

Was ist die Hauptaufgabe eines Hash-Codes?

Accepted Answer

Einem Objekt einen eindeutigen Schlüssel zuzuordnen

Answer

Den Speicherort eines Objekts im Arbeitsspeicher zu bestimmen

Answer

Objekte in der Reihenfolge ihrer Erstellung zu speichern

Answer

Die Größe eines Objekts zu berechnen

Question 37

Welche Aussage über Bäume als Datenstruktur ist korrekt?

Accepted Answer

Bäume sind hierarchisch aufgebaut und haben einen eindeutigen Wurzelknoten.

Answer

Bäume können nur aus Blättern oder inneren Knoten bestehen.

Answer

Bäume sind immer vollständig, d.h. jeder Knoten hat die maximale Anzahl an Kindern.

Answer

Bäume werden immer in Preorder durchsucht.

Question 38

Welche der folgenden Datenstrukturen ist eine lineare Datenstruktur, bei der Elemente am Ende hinzugefügt und am Anfang entfernt werden?

Accepted Answer

Queue (Warteschlange)

Answer

Array

Answer

Baum

Answer

Stack (Stapel)

Question 39

Welcher Algorithmus verwendet die Divide-and-Conquer-Strategie, um ein Array zu sortieren?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Bubble Sort

Answer

Insertion Sort

Question 40

Welche Datenstruktur ist am besten geeignet, um Daten zu speichern, auf die in zufälliger Reihenfolge zugegriffen werden soll?

Accepted Answer

Array

Answer

Queue (Warteschlange)

Answer

Stack (Stapel)

Answer

Verkettete Liste

Question 41

Welcher Suchalgorithmus hat eine Zeitkomplexität von O(log n), wenn die Daten sortiert sind?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Lineare Suche

Answer

Tiefensuche

Answer

Breitensuche

Question 42

Welche Operation fügt ein Element an die Spitze eines Stapels (Stack) hinzu?

Accepted Answer

Push

Answer

Enqueue

Answer

Pop

Answer

Dequeue

Question 43

Welche Datenstruktur erlaubt es, Elemente sowohl am Anfang als auch am Ende hinzuzufügen und zu entfernen?

Accepted Answer

Deque

Answer

Verkettete Liste

Answer

Array

Question 44

Welche Datenstruktur stellt eine Sammlung eindeutiger Elemente dar?

Accepted Answer

Menge

Answer

Array

Answer

Warteschlange

Answer

Liste

Question 45

Welcher Sortieralgorithmus ist stabil?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Bubble Sort

Answer

Quick Sort

Answer

Heap Sort

Question 46

Welche Datenstruktur ermöglicht es, Daten in einer bestimmten Reihenfolge abzurufen?

Accepted Answer

Liste

Answer

Stapel

Answer

Array

Answer

Baum

Question 47

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Unterschied zwischen einem Stack und einer Queue?

Accepted Answer

Ein Stack funktioniert nach dem Prinzip 'Last-in-first-out', während eine Queue nach dem Prinzip 'First-in-first-out' funktioniert.

Answer

Ein Stack speichert Daten in einer linearen Struktur, während eine Queue Daten in einer baumartigen Struktur speichert.

Question 48

Welcher der folgenden Algorithmen verwendet die Strategie 'teile und herrsche'?

Accepted Answer

Quicksort

Answer

Bubblesort

Answer

Heapsort

Question 49

Welche der folgenden Datenstrukturen eignet sich am besten zum Speichern einer Liste von Elementen, auf die in zufälliger Reihenfolge zugegriffen werden muss?

Accepted Answer

Array

Answer

Hashtabelle

Answer

Binärer Suchbaum

Answer

Verbundene Liste

Question 50

Welcher der folgenden Algorithmen hat eine Laufzeitkomplexität von O(n log n)?

Accepted Answer

Mergesort

Answer

Selektionssort

Answer

Bubblesort

Answer

Insertionsort

Question 51

Welche der folgenden Anweisungen dient zum Einfügen eines Elements am Ende einer Queue?

Accepted Answer

enqueue()

Answer

add()

Answer

insert()

Answer

push()

Question 52

Welcher der folgenden Algorithmen ist rekursiv?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Bubblesort

Answer

Lineare Suche

Answer

Quicksort

Question 53

Welche der folgenden Datenstrukturen wird verwendet, um Schlüssel-Wert-Paare zu speichern?

Accepted Answer

Hashtabelle

Answer

Verbundene Liste

Answer

Array

Answer

Binärer Suchbaum

Question 54

Welcher der folgenden Algorithmen ist nicht stabil?

Accepted Answer

Quicksort

Answer

Insertionsort

Answer

Mergesort

Answer

Heapsort

Question 55

Welche der folgenden Operationen kann an einem Stack ausgeführt werden?

Accepted Answer

pop()

Answer

get()

Answer

remove()

Answer

insert()

Question 56

Welcher der folgenden Algorithmen hat eine Laufzeitkomplexität von O(n^2)?

Accepted Answer

Bubblesort

Answer

Heapsort

Answer

Mergesort

Answer

Quicksort

Question 57

Welche der folgenden Aussagen über Arrays ist korrekt?

Accepted Answer

Arrays sind eine geordnete Sammlung von Elementen, auf die über einen Index zugegriffen wird.

Answer

Die Größe eines Arrays kann sich während des Programms ändern.

Answer

Arrays können nur eine Art von Datentyp speichern.

Question 58

Welche Datenstruktur wird verwendet, um Daten in der Reihenfolge "First-In-First-Out" zu speichern?

Accepted Answer

Queue

Answer

Array

Answer

Stack

Answer

Liste

Question 59

Welcher Sortieralgorithmus hat eine Zeitkomplexität von O(n^2)?

Accepted Answer

Bubblesort

Answer

Quicksort

Answer

Heapsort

Answer

Mergesort

Question 60

Welche der folgenden Suchalgorithmen ist am effizientesten für geordnete Listen?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Jump-Suche

Answer

Interpolations-Suche

Answer

Lineare Suche

Question 61

Was ist der Unterschied zwischen einer abstrakten Datenstruktur (ADT) und einer konkreten Datenstruktur (CDS)?

Accepted Answer

Eine ADT beschreibt die Schnittstelle, während eine CDS die Implementierung bereitstellt.

Answer

Eine CDS ist die spezifische Form einer ADT.

Answer

Eine ADT ist die generische Form einer CDS.

Question 62

Welche der folgenden Aussagen über Bäume ist wahr?

Accepted Answer

Bäume sind hierarchische Datenstrukturen, in denen jeder Knoten maximal ein Elternteil hat.

Answer

Die Blätter eines Baumes sind immer auf derselben Ebene.

Answer

Bäume können unendlich viele Ebenen haben.

Question 63

Was ist der Unterschied zwischen einem Algorithmus und einem Programm?

Accepted Answer

Ein Algorithmus ist eine formale Beschreibung eines Schrittes für Schritt-Verfahrens, während ein Programm die konkrete Implementierung des Algorithmus in einer bestimmten Programmiersprache ist.

Answer

Algorithmen sind immer effizienter als Programme.