图的基本概念


图的基本概念

之前写的博客没了,在这里重新做个总结,当复习吧。


一个图是由点集V和边集E组成的,一般记作G=<V,E>,一条边连接两个顶点。点集V中包含了所有顶点,边集E中包含了所有边,点集V为空称为空图。

全部由无向边构成的图称为无向图,由有向边构成的图成为有向图。

自环

边连接的两个点是同一个点。

重边

无向图中指在两点之间由多条边连接。

有向图中两点之间有多条同向的边连接。

孤点

没有连接边的点叫孤点。

简单图

没有自环和重边的图称作简单图。

度数

  1. 无向图

    对于无向图中的顶点v,v作为边的端点次数,称为v的度数,记作\(d(v)\)

  2. 有向图

    对于有向图中的顶点v,v作为边的起点的次数称作为v的度数,记作\(d^+(v)\)。v作为边的终点的次数称作v的入度,记作\(d^-(v)\)

    顶点v的度数\(d(v)=d^+(v)+d^-(v)\).

每个图G的最大度为所有顶点度数的最大值,记作\(\Delta(G)\)

最小度数为所有顶点度数的最小值,记作\(\delta(G)\)

一张图G的所有点的度数和为边的两边,有向图所有顶点的出度和等于入读和。

完全图

无向图

设G为一个有n个节点的无向简单图,若G中每个顶点都与其余n-1个顶点有边相连,则称G为n阶无向完全图,简称n阶无向完全图,记作\(K_n\)

总边数为\(n(n-1)/2\)

有向图

设G为一个有n个节点的有向简单图,若G中每个顶点都与其余n-1个顶点有边相连,且都有这些节点连向它的边。则称G为n阶有向完全图,简称n阶无向完全图。

总边数为\(n(n-1)\)

竞赛图

基于n阶无向完全图,给每条边任意确定一个方向形成的图,称作n阶竞赛图。

子图和生成子图

设G=<V,E>,G'=<V',E'>为两个图(都为无向或有向图),如果\(V'\subseteq V\),且\(E'\subseteq E\),则称G'为图G的子图,G称G'的母图,记作\(G'\subseteq G\)

如果V' = V,则称G'为G的生成子图,生成子图可以与原图相同。

如果\(V'\subset V\)\(E'\subset E\),则称G'为真子图。

补图

设G=<V,E>是一个n阶无向简单图,以V为顶点集,以所有使G称为完全图\(K_n\)需要添加的边的集合为边集的图,称为G的补图,记作\(\bar{G}\)

顶点集相同,边集的交集为空,并集是完全图的边集,类比集合的概念进行理解。

同构

设G和G'是分别具有顶点集V和V'的两个图。如果存在一个双射h:V->V’,满足当且仅当\((v_i,v_j)\)是G的边的时,\((h(v_i),h(v_j))\)是G'的边,则称G和G'同构。

通路

对于一个图G,G中顶点与边的交替序列,\(v_0e_1v_1e_2...e_nv_n\),称为\(v_0\)\(v_n\)的通路,其中\(v_0\)\(v_n\)称为通路的起点和终点。通路中边的条数称为它的长度,在有向图中,要保持边的方向一致。

回路

对于一条通路来讲,\(v_0=v_n\),称为回路,如果\(v_0=v_n\)且其他所有顶点都不相同,则称为环。

路径

如果通路中的所有边两两不相同,称为迹,如果通路中的所有顶点都不相同,边也各不相同,则成为路径。

距离

图中连接两点之间的最短路径长度为距离。

连通性和连通块

无向图

连通性

设无向图G=<V,E>,u,v∈V,如果u,v之间存在通路,则称u,v是连通的。对于单点而言,也是连通的。

连通图

对于任意非空无向图G,若G中任意两个顶点都是连通的,则称G为连通图。

连通块(连通分量)

对于无向图G的一个连通子图H,如果不存在F满足\(H \subset F\subseteq G\)且F为连通图,则称H是G的一个连通块,H是一个极大连通子图。

有向图

设无向图G=<V,E>,u,v∈V,如果存在u到v的通路,则称u可达v。如果u,v相互可达,则称为u,v连通。

强连通

如果有向图G中的顶点两两可达,则称G为强连通图。

强连通块

与无向图的类似,可以定义有向图的强连通块,


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