圖論中的一些名詞的定義。


最近zkx大佬在學圖論,有一些定義很秀,壓根讀不懂,所以按照自己的理解來總結一下。

ps:在不同的情況下可能定義不同,要根據上下文感性理解

比較基礎的

圖:將點用邊連起來,點與邊共同組成圖。
下面這兩個都是圖。

有向圖

有向圖:連接點的邊有方向(只能按照邊的方向走)。

上面的左圖就是有向圖,可以從 \(0\) 走到 \(2\),但不能從 \(2\) 走到 \(0\)

無向圖

無向圖:連接點的邊沒有方向(相當於兩條反向的有向邊)。

上面的右圖就是無向圖,可以從 \(0\) 走到 \(2\),也可以從 \(2\) 走到 \(0\)

節點的入度

入度:在有向圖(上圖左)中,以這個點為終點的邊的數目叫做這個點的入度。

上圖左中以 \(4\) 號點為終點的邊有 \(0 \rightarrow 4\)\(1 \rightarrow 4\)\(2 \rightarrow 4\) 所以 \(4\) 號點的入度為 \(3\)

節點的出度

出度:在有向圖(上圖左)中,以這個點為起點的邊的數目叫做這個點的出度。

上圖左中以 \(0\) 號點為起點的邊有 \(0 \rightarrow 2\)\(0 \rightarrow 3\)\(0 \rightarrow 4\) 所以 \(0\) 號點的出度為 \(3\)

節點的度

度:在無向圖(上圖右)中,連接這個點的邊的數目叫做這個點的度。

上圖右中連接 \(4\) 號點的邊有 \(0 \leftrightarrow 4\)\(1 \leftrightarrow 4\)\(2 \leftrightarrow 4\)\(5 \leftrightarrow 4\) 所以 \(4\) 號點的度為 \(4\)

邊/點權

邊權:可以理解為走這條邊的花費。

點權:可以理解為走到這個點的花費。

下圖每一條邊的邊權都是 \(7\)

連通

連通:如果從 \(u\) 號點可以走到 \(v\) 號點就稱 \(u\)\(v\) 連通。

下圖左 \(2\)\(5\) 是連通的, \(2\)\(1\) 是不連通的。

下圖右 \(2\)\(5\) 是連通的, \(2\)\(1\) 也是連通的。

強連通

強連通:如果從 \(u\) 號點可以走到 \(v\) 號點,從 \(v\) 號點可以走到 \(u\) 號點,就稱 \(u\)\(v\) 強連通。

環:從 \(u\) 又走回了 \(u\),你所走的路徑構成了環。

如下圖中 \(1 \rightarrow 5\)\(5 \rightarrow 4\)\(4 \rightarrow 1\) 構成了一個環。

連通圖

連通圖:圖中任意兩點都連通的圖叫做連通圖。

完全圖

完全圖:在不計算邊權的情況下,不能再連邊的圖(沒有兩個點之間沒有邊了)。

如下圖就是一個完全圖。

如果一個無向圖是完全圖,那么有 \(\frac{n \times (n-1)}{2}\) 條邊,\(n\) 是頂點個數。第一個點可以和其他 \(n - 1\) 個點連邊,第二個點可以和其他 \(n - 2\) 個點連邊,因為第一個點和它連過了,其他點類似。所以最后的邊數是 $ 1 + 2 + 3 + ... + n - 1 $,等差數列求和公式 \(\frac{n \times (n-1)}{2}\)

如果一個有向圖是完全圖,每個點都可以連出去 \(n-1\) 條邊,所以邊數為 $ n \times (n-1)$。

百度百科上說完全圖是無向圖,但一本通上既說了無向圖,也說了有向圖,咱也不知道,咱也不敢問。

然而,完全圖的繪圖,其頂點放置在正多邊形的點上,已經在13世紀中出現。這樣的繪畫有時被稱為神秘玫瑰。

bb多了,應該只bb定義的

稠密/稀疏圖

稠密圖:邊數接近完全圖的圖,總而言之,就是邊很多。

稀疏圖:邊數遠少於完全圖的圖,總而言之,就是邊很少。

不算基礎吧

頂點集合

頂點集合:是原圖中點的集合(任意幾個點都可以)。

割點集合

割點集合:是個頂點集合,在原連通圖中刪去集合中的所有的點和與集合中的點相連的邊后,原連通圖不再連通。

點連通度

點連通度:最小的割點集合的大小(最小的割點集合中的點的個數)。

割邊集合

割邊集合:是個邊的集合,在原連通圖中刪去集合中所有的邊后,原連通圖不再連通。

邊連通度

邊連通度:最小的割邊集合的大小(最小的割邊集合中邊的個數)。

割點

割點:一個點,使得在原連通圖中刪去該點后原連通圖不再連通,很明顯只有當該圖的點連通度為 \(1\) 時,該圖才存在割點。


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