圖的基本概念
之前寫的博客沒了,在這里重新做個總結,當復習吧。
一個圖是由點集V和邊集E組成的,一般記作G=<V,E>,一條邊連接兩個頂點。點集V中包含了所有頂點,邊集E中包含了所有邊,點集V為空稱為空圖。
全部由無向邊構成的圖稱為無向圖,由有向邊構成的圖成為有向圖。
自環
邊連接的兩個點是同一個點。
重邊
無向圖中指在兩點之間由多條邊連接。
有向圖中兩點之間有多條同向的邊連接。
孤點
沒有連接邊的點叫孤點。
簡單圖
沒有自環和重邊的圖稱作簡單圖。
度數
-
無向圖
對於無向圖中的頂點v,v作為邊的端點次數,稱為v的度數,記作\(d(v)\)。
-
有向圖
對於有向圖中的頂點v,v作為邊的起點的次數稱作為v的度數,記作\(d^+(v)\)。v作為邊的終點的次數稱作v的入度,記作\(d^-(v)\),
頂點v的度數\(d(v)=d^+(v)+d^-(v)\).
每個圖G的最大度為所有頂點度數的最大值,記作\(\Delta(G)\)。
最小度數為所有頂點度數的最小值,記作\(\delta(G)\)。
一張圖G的所有點的度數和為邊的兩邊,有向圖所有頂點的出度和等於入讀和。
完全圖
無向圖
設G為一個有n個節點的無向簡單圖,若G中每個頂點都與其余n-1個頂點有邊相連,則稱G為n階無向完全圖,簡稱n階無向完全圖,記作\(K_n\)。
總邊數為\(n(n-1)/2\)。
有向圖
設G為一個有n個節點的有向簡單圖,若G中每個頂點都與其余n-1個頂點有邊相連,且都有這些節點連向它的邊。則稱G為n階有向完全圖,簡稱n階無向完全圖。
總邊數為\(n(n-1)\)。
競賽圖
基於n階無向完全圖,給每條邊任意確定一個方向形成的圖,稱作n階競賽圖。
子圖和生成子圖
設G=<V,E>,G'=<V',E'>為兩個圖(都為無向或有向圖),如果\(V'\subseteq V\),且\(E'\subseteq E\),則稱G'為圖G的子圖,G稱G'的母圖,記作\(G'\subseteq G\)。
如果V' = V,則稱G'為G的生成子圖,生成子圖可以與原圖相同。
如果\(V'\subset V\)或\(E'\subset E\),則稱G'為真子圖。
補圖
設G=<V,E>是一個n階無向簡單圖,以V為頂點集,以所有使G稱為完全圖\(K_n\)需要添加的邊的集合為邊集的圖,稱為G的補圖,記作\(\bar{G}\)。
頂點集相同,邊集的交集為空,並集是完全圖的邊集,類比集合的概念進行理解。
同構
設G和G'是分別具有頂點集V和V'的兩個圖。如果存在一個雙射h:V->V’,滿足當且僅當\((v_i,v_j)\)是G的邊的時,\((h(v_i),h(v_j))\)是G'的邊,則稱G和G'同構。
通路
對於一個圖G,G中頂點與邊的交替序列,\(v_0e_1v_1e_2...e_nv_n\),稱為\(v_0\)到\(v_n\)的通路,其中\(v_0\),\(v_n\)稱為通路的起點和終點。通路中邊的條數稱為它的長度,在有向圖中,要保持邊的方向一致。
回路
對於一條通路來講,\(v_0=v_n\),稱為回路,如果\(v_0=v_n\)且其他所有頂點都不相同,則稱為環。
路徑
如果通路中的所有邊兩兩不相同,稱為跡,如果通路中的所有頂點都不相同,邊也各不相同,則成為路徑。
距離
圖中連接兩點之間的最短路徑長度為距離。
連通性和連通塊
無向圖
連通性
設無向圖G=<V,E>,u,v∈V,如果u,v之間存在通路,則稱u,v是連通的。對於單點而言,也是連通的。
連通圖
對於任意非空無向圖G,若G中任意兩個頂點都是連通的,則稱G為連通圖。
連通塊(連通分量)
對於無向圖G的一個連通子圖H,如果不存在F滿足\(H \subset F\subseteq G\)且F為連通圖,則稱H是G的一個連通塊,H是一個極大連通子圖。
有向圖
設無向圖G=<V,E>,u,v∈V,如果存在u到v的通路,則稱u可達v。如果u,v相互可達,則稱為u,v連通。
強連通
如果有向圖G中的頂點兩兩可達,則稱G為強連通圖。
強連通塊
與無向圖的類似,可以定義有向圖的強連通塊,
