回路-通路
有n 個(gè)頂點(diǎn)的圖成為 n 階圖,沒(méi)有邊的圖稱(chēng)為零圖。
1階零圖稱(chēng)為平凡圖,平凡圖只有頂點(diǎn),沒(méi)有邊,設(shè) e=(vi,vj)則稱(chēng) vi,vj 是e 的端點(diǎn),e 與vi vj 關(guān)聯(lián) 如果 vi!=vj 也就是說(shuō)不存在自環(huán),則稱(chēng) vi,vj 與e 的關(guān)聯(lián)次數(shù)為以,如果 vi==vj 則稱(chēng)vi 與 e 的關(guān)聯(lián)次數(shù) 為 2.
簡(jiǎn)單圖:沒(méi)有重復(fù)邊或者說(shuō)是平行邊。
子圖符號(hào) G[ V ] 指的是點(diǎn)導(dǎo)出子圖,G[E]指的是邊導(dǎo)出子圖
規(guī)定:自身與自身一定是聯(lián)通的
初級(jí)通路: 在 n 階圖中從頂點(diǎn)u到v存在通路,則從u到v 存在長(zhǎng)度為n-1的初級(jí)通路。
連通圖: 任意兩點(diǎn)之間都是聯(lián)通的,平凡圖是連通圖。
連通分支:V 關(guān)于R 的等價(jià)類(lèi)導(dǎo)出子圖為G(V1)、G(V2)、、、、叫做G 的聯(lián)通分支,其聯(lián)通的每個(gè)支點(diǎn)的個(gè)數(shù)記作p(G),如果G 是連通圖 ,則p(G)=1,若p(G)>=2,則G 一定是非聯(lián)通圖。
如果說(shuō)通路中所有邊各異則稱(chēng)圖為簡(jiǎn)單通路,在此基礎(chǔ)上如果說(shuō)起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,則稱(chēng)其為回路,
賄賂是特殊的通路。
如果說(shuō)通路中的所有點(diǎn)各異所有邊各異,則稱(chēng)通路為簡(jiǎn)單通路或路徑,在此基礎(chǔ)上,如果說(shuō)起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,則稱(chēng)其為初級(jí)回路或者說(shuō)是圈,長(zhǎng)度為奇數(shù)的圈叫做奇圈,偶數(shù)的叫做偶圈,如果說(shuō)通路中有重復(fù)便出現(xiàn),則稱(chēng)其為復(fù)雜通路。
u 和 v 之間最短的通路叫做短程線(xiàn)通路,d(u,v) u 與 v 之間的短程線(xiàn)通路的長(zhǎng)度。
性質(zhì)如果 u 與 v 不連通,則 d (u,v)=無(wú)窮大。
如何比較連通性 :使得一個(gè)連通圖的聯(lián)通型破壞(成為二聯(lián)通)所需需要破壞邊數(shù)越多,圖的連通性越差。
G-v 從G中刪除v 及其關(guān)聯(lián)的邊。
G-V‘ 從G中刪除V’所有頂點(diǎn)及其關(guān)聯(lián)的邊。
G-e 從G中刪除邊e 。
G-E‘從G中刪除E’ 中所有的邊。
為了使得圖的聯(lián)通性增強(qiáng),我們可以選擇刪除一些頂點(diǎn)和一些邊。
點(diǎn)割集:如果能最少刪除幾個(gè)點(diǎn)使得圖變得不連通,那么這幾個(gè)點(diǎn)組成的集合叫做點(diǎn)割集,注意點(diǎn)割集不唯一,但在確定的點(diǎn)割集,其元素個(gè)數(shù)是最少的。
邊割集:如果能最少刪除幾條便使得圖變得不連通,那么這幾條邊組成的集合叫做邊割集,注意邊割集不唯一,但在確定的邊割集,其元素個(gè)數(shù)是最少的。
橋:連接連個(gè)連通圖的唯一一條路徑。
性質(zhì) K(n)沒(méi)有點(diǎn)割集;
n階零圖 沒(méi)有點(diǎn)割集也沒(méi)有邊割集。
若G 聯(lián)通,E‘為邊割集,則 p3(G-E’)=2;
若G 聯(lián)通,V‘為點(diǎn)割集,則 p(G-V’)>=2;
點(diǎn)連通度K(G)與邊連通度萊姆他(G)元素最小的點(diǎn)割集中元素的個(gè)數(shù),元素最小的邊割集中元素的個(gè)數(shù)。
可達(dá) 從 u 到 v 有道路 則稱(chēng) u 可達(dá) v, 若同時(shí) v 可達(dá) u 則稱(chēng) u 與 v 相互可達(dá)。
D強(qiáng)聯(lián)通:對(duì)于 任意 u,v ,u與v相互可達(dá)。
D單向聯(lián)通:對(duì)于 任意 u,v ,u可達(dá)v或v可達(dá)u。
D 弱聯(lián)通 :如果略去D中的各邊的方向所得到的無(wú)向圖是連通圖,則稱(chēng)其為弱聯(lián)通圖或連通圖
無(wú)向圖的關(guān)聯(lián)矩陣:令mij 為頂點(diǎn) vi 與邊ej 的關(guān)聯(lián)次數(shù),稱(chēng)(mij)n*m 為G 的關(guān)聯(lián)矩陣記作M(G)。
mij 的取值有三種 分別是 不關(guān)聯(lián),1 關(guān)聯(lián)次數(shù)為1,2 關(guān)聯(lián)次數(shù)為2即ej 是以 vi 為端點(diǎn)的環(huán)。
有向無(wú)環(huán)圖的關(guān)聯(lián)矩陣:
設(shè)有向無(wú)環(huán)圖 D <V,E>, 令mij 表是關(guān)聯(lián)度,mij =1, vi 為e j 的始邊(出度),0 vi 與ej 不關(guān)聯(lián),mij=-1,vi 是ej 的終點(diǎn)(入度),則稱(chēng)(mij )n*m 為 D 的關(guān)聯(lián)矩陣記作 M (D);
有向圖的鄰接矩陣 :
設(shè)有向無(wú)環(huán)圖 D <V,E> 令 aij表示頂點(diǎn)vi 連接到到頂點(diǎn)vj 邊的條數(shù),則稱(chēng)(aij)n*m 為 D 的鄰接矩陣,記作A(D)簡(jiǎn)記為 A;
無(wú)向圖的相鄰矩陣, 設(shè)無(wú)向簡(jiǎn)單圖G =<V,E>,令 aij 為頂點(diǎn) vi 到頂點(diǎn) vj 之間邊的條數(shù),則稱(chēng)(aij)n*m為G 的相鄰矩陣記作 A(G)。
圖的可達(dá)矩陣:
設(shè)圖 G<V,E>,令pij 來(lái)表示 vi 是否能到大vj 如果 pij =1, 則說(shuō)明可達(dá),如果pij=0,說(shuō)明不可達(dá)記作P(G)。
P(G)的主對(duì)角線(xiàn)元素全為1,點(diǎn)與自身可達(dá)。
G是強(qiáng)連通圖當(dāng)且僅當(dāng)P(G)的所有元素均為一。
如果能得到 的可達(dá)矩陣 A,A 就表示 所有長(zhǎng)度為一的可達(dá)關(guān)系,那么 矩陣A*A就表示所有長(zhǎng)度為2的可達(dá)關(guān)系,其中矩陣元素的大小是指,可達(dá)路徑的條數(shù)。
Ⅱ:幾種特殊的圖:
二部圖,也稱(chēng)二分圖,對(duì)于一個(gè)無(wú)向圖G<V,E>,如果能將其頂點(diǎn)集分為 V1,V2 兩個(gè)不相交的子集,使得G中的任意一條邊的兩個(gè)頂點(diǎn)不在同一個(gè)點(diǎn)集中,則稱(chēng)G 為 二分圖,V1和V2? 被稱(chēng)作互補(bǔ)頂點(diǎn)自己??,顯然n 階零圖(包含平凡圖)都叫做 二分圖(不含變得圖就是零圖)
若V1 中任一頂點(diǎn)與V2 中任一頂點(diǎn)均有且僅有一條邊相連,則稱(chēng)這個(gè)二分圖為完全二分圖,二分圖是可以被二染色的,若|V1|=s、|V2|=r ,則完全二分圖的邊數(shù)為 r*s 點(diǎn)數(shù) 為 r+s。
定理 :說(shuō)G 是二分圖當(dāng)且當(dāng)G中無(wú)奇數(shù)長(zhǎng)度的回路時(shí)。
二分圖的最大匹配:
?設(shè)二分圖 G<V1 ,V2,E>,如果E‘中的邊互相不相鄰,則稱(chēng)E'是 G 的匹配, 如果在 E’中在增加任意一條邊后所得到的邊子集不再是匹配,則稱(chēng)E‘是G 的極大匹配,在所有極大匹配中,邊數(shù)最多的稱(chēng)作最大匹配。
完備匹配,當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)集都被用最少的邊數(shù)匹配好了之后,就把這個(gè)二分圖稱(chēng)作完備圖,特別的,如果兩個(gè)點(diǎn)集都被完備匹配則稱(chēng)為完美匹配。
Hall 定理: 設(shè)二分圖 G<v1,v2,E> 其中|V1|<=|V2| ,則G中存在V1 到 V2 的完備匹配當(dāng)且僅當(dāng)V1 中任意 k 個(gè)頂點(diǎn) 至少與 V2 中任意 k 個(gè)頂點(diǎn)相鄰。
歐拉圖:
設(shè)G<E,V> 是連通圖,如果說(shuō)G經(jīng)過(guò)每條邊一次并且僅一次的回路成為歐拉回路,具有歐拉回路的圖就叫做歐拉圖,這種定義方法是根據(jù)圖的性質(zhì)啦定義的。
只有歐拉通路但沒(méi)有歐拉回路的圖不算是歐拉圖:
存在歐拉通路或歐拉回路的充分必要條件,無(wú)向圖 G 有歐拉回路,當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng) G 是連通圖且沒(méi)有奇數(shù)度的頂點(diǎn)。
G 有歐拉通路但沒(méi)有歐拉回路,當(dāng)且僅當(dāng)G 是連通圖且恰好有兩個(gè) 奇數(shù)度頂點(diǎn),在恰好有兩個(gè)頂點(diǎn)的歐拉通路中兩個(gè)奇數(shù)度頂點(diǎn)一定是端點(diǎn)。
定理:有向圖D 是歐拉回路當(dāng)且僅當(dāng)D是聯(lián)通的 且所有頂點(diǎn)的入度等于出度,有向圖D有歐拉通路但無(wú)歐拉回路,當(dāng)且僅當(dāng)D 是聯(lián)通的且除了兩個(gè)例外的頂點(diǎn)外,其余頂點(diǎn)的入度均等于入度,這兩個(gè)頂點(diǎn)中,一個(gè)頂點(diǎn)的初度比如都大1 ,另一個(gè)頂點(diǎn)的入度 比出度小1.
總結(jié)
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