理论基础 —— 图
【圖】
圖是由頂點(diǎn)的有窮非空集合和頂點(diǎn)之間邊的集合組成,通常表示為:G=(V,E),其中 V 是非空有限集合,?代表頂點(diǎn),E 是可以為空的有限集合,代表邊。
若頂點(diǎn) vi 和 vj 間的邊沒有方向,則稱這條邊為無向邊,用無序偶對 (vi,vj) 表示;若頂點(diǎn) vi 和 vj 間的邊有方向,則稱這條邊為有向邊(弧),用有序偶對 <vi,vj>?表示,其中 vi 稱為弧頭,vj 稱為弧尾。
若圖的任意兩個頂點(diǎn)之間的邊都是無向邊,則稱該圖為無向圖;若圖的任意兩個頂點(diǎn)之間的邊都是有向邊,則稱該圖為有向圖。
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【基本術(shù)語】
- 在一個圖中,不存在頂點(diǎn)到其自身的邊,且同一條邊不重復(fù)出現(xiàn),則稱圖為簡單圖
- 在一個無向圖中,對于任意兩個頂點(diǎn) vi 和頂點(diǎn) vj,若存在邊 (vi,vj),則稱頂點(diǎn) vi 和頂點(diǎn) vj 互為鄰接點(diǎn),同時稱邊 (vi,vj) 依附于頂點(diǎn) vi 和頂點(diǎn) vj
- 在一個有向圖中,對于任意兩個頂點(diǎn) vi 和頂點(diǎn) vj,若存在弧 <vi,vj>,則稱頂點(diǎn) vi 鄰接到頂點(diǎn) vj,頂點(diǎn) vj 鄰接自頂點(diǎn) vi,同時稱弧 <vi,vj> 依附于頂點(diǎn) vi 和頂點(diǎn) vj
- 在一個無向圖中,如果任意兩個頂點(diǎn)之間都存在邊,則稱該圖為無向完全圖,其有 n*(n-1)/2 條邊
- 在一個有向圖中,如果任意兩個頂點(diǎn)之間都存在方向相反的兩條弧,則稱該圖為有向完全圖,其有 n*(n-1) 條邊。?
- 一個邊數(shù)接近完全圖的圖稱為稠密圖,一個邊數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于完全圖的圖稱為稀疏圖
- 在無向圖中,依附于頂點(diǎn) v 的邊數(shù)稱為頂點(diǎn)的度,記為 TD(v),在 n 個頂點(diǎn) m 條邊的無向圖中,所有點(diǎn)的度的和為 2m
- 在有向圖中,以頂點(diǎn) v 為弧頭的弧的數(shù)目稱為頂點(diǎn)的入度,記為 ID(v),在 n 個頂點(diǎn) m 條邊的有向圖中,所有點(diǎn)的入度和為 m
- 在有向圖中,以頂點(diǎn) v 為弧尾的弧的數(shù)目稱為頂點(diǎn)的出度,記為 OD(v),在 n 個頂點(diǎn) m 條邊的有向圖中,所有點(diǎn)的出度和為 m
- 對邊賦予的有意義的數(shù)值量稱為權(quán)(權(quán)值),邊上帶權(quán)的圖,稱為網(wǎng)(帶權(quán)圖),根據(jù)圖是無向圖或有向圖,分為有向網(wǎng)圖、無向網(wǎng)圖
- 在無向圖 G=(V,E) 中,對于一個滿足? 的頂點(diǎn)序列 ,稱為從頂點(diǎn) vp 到頂點(diǎn) vq 之間的路徑,若?G 是有向圖,則 G 的路徑是有方向的
- 在路徑序列中,起點(diǎn)和終點(diǎn)相同的路徑稱為回路(環(huán))
- 在路徑序列中,頂點(diǎn)不重復(fù)出現(xiàn)的路徑稱為簡單路徑
- 在路徑序列中,除起點(diǎn)終點(diǎn)外,其余頂點(diǎn)不重復(fù)出現(xiàn)的回路稱為簡單回路
- 對于一個非帶權(quán)圖,路徑上邊的個數(shù)稱為路徑長度,對于一個帶權(quán)圖,路徑上各邊權(quán)的和稱為路徑長度
- 對于圖 G=(V,E) 和 G'=(V',E'),若?,則稱 G' 為 G 的子圖,一個圖可以有多個子圖
- 在無向圖中,如果從一個頂點(diǎn) vi 到另一個頂點(diǎn) vj(i≠j) 有路徑,則稱頂點(diǎn) vi?和 vj 是連通的,如果圖中任意兩個頂點(diǎn)都是連通的,則稱該圖是連通圖
- 非連通圖的極大連通子圖稱為連通分量,其中,極大是指包括所有連通的頂點(diǎn)及這些頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所有邊
- 在有向圖中,對圖中任意一對頂點(diǎn) vi 和 vj(i≠j),若從頂點(diǎn) vi 到頂點(diǎn) vj 和從頂點(diǎn) vj 到頂點(diǎn) vi 均有路徑,則稱該有向圖是強(qiáng)連通圖,非強(qiáng)連通圖的極大強(qiáng)連通子圖稱為強(qiáng)連通分量
- 對于一個具有 n 個頂點(diǎn)的連通圖 G ,包含 G 中全部頂點(diǎn)的一個極小連通子圖稱為生成樹,其中,極小是指子圖中只有一個入度為 0 的點(diǎn)且其他點(diǎn)的入度均為 1
- 在非連通圖中,由每個連通分量都可以得到一棵生成樹,這些連通分量的生成樹就組成了一個非連通圖的生成森林
【圖的存儲結(jié)構(gòu)】
圖的存儲結(jié)構(gòu)分為鄰接矩陣、鄰接表、鏈?zhǔn)较蚯靶恰⑹宙湵怼⑧徑佣嘀乇淼?#xff0c;這些存儲結(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用,具體內(nèi)容:點(diǎn)擊這里
總結(jié)
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