圖論基礎知識(1)-什么是圖和圖的分類


emmm......蒟蒻的第一篇博客,先講一個比較簡單的東西來熟悉以下操作吧(還是怕自己翻車)


由於本人知識水平有限,暫時不會涉及相關數學知識,這篇博客主要還是提供個人對圖論的比較感性的認識


 

這篇文章將要介紹:

  1. 圖的基本定義
  2. 圖的簡單分類
  3. 一些簡單術語的解釋

因為本人比較蒻,所以這篇博客會講的非常慢,dalao們可以繞步了。。。

Part1 什么是圖:

  

 

 

   這是百度百科里面給出的解釋,很重要的一條就是:“這種圖形通常是用來描述某些事物之間的某種特定關系”,也就是說圖實際上存儲的是一些關系,所以說以下的兩張圖:

  

  

 

 

   它們其實都是同一張圖(仔細數數看?)

  因為點和點之間的關系沒變,雖然看起來形狀完全不一樣了,但是點和點之間的關系(連通與不連通)都是沒有變化的,所以這兩個圖都是一樣的。

  我們有時候會用G=(V,E)來描述一張圖,這里的V(vertical)被稱作頂點集合(就是1,2,3,4,5這幾個點),這里的E(edge)被稱作邊集合,我們可以很明顯地看出,邊集合存儲的就是點和點之間的關系了

Part2 圖的分類:

  不得不說,圖的分類實在是太多太雜了,我們可以簡單地把圖分成兩類:有向圖和無向圖

   有向圖可以簡單地理解成是由有向邊組成的圖,那么我們這里要討論一下什么是有向邊。

   我們都知道,圖描述的是點與點之間的關系,那么類比於現實世界里面的關系,我們就會發現有三種可能:A和B互相認識(你和你的朋友),A認識B而B不認識A(你和馬雲),A不認識B但B認識A(你和一群追着你討債的人),那么我們在圖中也要用一種東西來描述這三種關系。通過觀察我們可以發現,這3種關系里面有些關系是單向的,有些關系是雙向的,所以我們就有了有向邊(用來描述單向的關系)和無向邊(用來描述雙向的關系),下面給出了兩個例子:

  1和2之間的邊是無向邊

  

 

 

   1和2之間的邊是有向邊

  

 

 

   如果有向邊和無向邊可以理解了的化,相信有向圖和無向圖也是非常簡單的

Part3. 一些簡單術語的解釋:

  1. 頂點

    頂點就是圖里面的點(雖然大概都能從前面的介紹里面看出來。。。)

 

  2.邊

    前面有講這里就不在贅述了

 

  3.帶權圖

    這個說一下

    我們有時候要在圖里面添加一些信息讓圖能更好地描述一件事情。比如說我們說A和B互相認識了3年,我們不僅要描述它們互相認識,還要描述互相認識了3年這個信息。所以我們通過給邊加上一個權值來說明他們認識的時間,這種權值我們稱之為“邊權”。而一幅由帶權邊組成的圖被稱作帶權圖,不管是有向圖還是無向圖都可以是帶權圖。

    

 

    同時我們也要注意,有些帶權圖的權值不是在邊上而是在點上,這種情況我們稱這些權值為“點權”

 

   4.頂點的度:

    這里我們要分開來討論一下

    無向圖里面的度描述的是和頂點A相連的邊的數量,比如說這個圖:

    

     其中點1的度是3,因為一共由3條邊和它相連,點3的度是2,因為一共有兩條邊和它相連

    (還是非常簡單的)

    再來康康有向圖:

    我們在有向圖里面會把度分為入度和出度。入度表示的是和點A相鄰的所有邊中那些目的地是A的邊的數量,出度就是出發點是A的邊的數量,舉個栗子:

     

    其中點1的入度是0,出度是3;點4的入度是1,出度是2,點3的入度是2,出度是0

 

   5.環

    環的特點是環上的任意一點都能通過環到達自己,換言之,環上的任意兩點都可以互相到達。

    有些環上權值之和為負值,這種環我們稱之為負環

 

   6.有向無環圖(DAG)

    如何字面意思上一樣,有向無環圖就是一個沒有環的有向圖(就和上面的圖一樣),DAG可以和dp緊密地聯系起來,同時,dp的狀態轉移如果畫成一幅圖的化也是一個DAG。原理可以自行思考

 

   7.重(chong)邊

    當2個點之間有多余一個的方向相同的邊時我們稱這兩個點之間有重邊

    一定要記住時chong而不是zhong,否則會和樹剖里面的重(zhong)邊搞混

 

   8.路徑

    (話說這么晚講路徑真的沒問題嗎。。。)

     從一個點到另一個點之間所經過的邊稱為路徑,一條簡單路徑意思是路徑上沒有環(否則可以通過環繞一圈回到環的起點)

 

   9.連通圖

    (有沒有電信圖啊

    無向圖中,如果任意兩點都可以互相到達則稱這幅圖為連通圖。如果無向圖不連通但是它的子圖連通我們則稱這個子圖是連通分量

    有向圖中,如果任意A和B之間都有一條路徑相連,那么我們稱這幅圖為強連通的

    同樣的,如果一幅圖本身不符合,但是它的子圖符合強連通,那么我們稱這個子圖為強連通分量

    總之,連通圖是在無向圖的基礎上對圖中頂點之間的連通做了更高的要求,而強連通圖是在有向圖的基礎上對圖中頂點的連通做了更高的要求

 

    就先說這么多吧。。。總結一下,要認識到的最重要的幾點是:

    圖表示的是點之間的關系

    邊權相當於是邊的一種附加屬性

    有向邊的意思是A可以到B但是B不能到A


  蒟蒻第一次寫博客,有不好的地方請無視和我說一下。。。

 


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