数据结构--图的学习(基础概念)

2023-11-18

目录

图的定义

图的逻辑结构应用

无向图、有向图​编辑

简单图、多重图

顶点的度、入读、出度

顶点-顶点的关系描述

 连通图和强连通图

 子图

1、无向图的子图​编辑

2、有向图的子图

连通分量

强连通分量

生成树

生成森林

边的权、带权图/网

几种特殊形态的图

总结


图的定义

图的逻辑结构应用

 无向图、有向图

简单图、多重图

一个图G,如果满足

1、不存在重复边

2、不存在顶点到自身的边,那么称图G为简单图。

若图G中某两个顶点之间的边数大于一条,又允许顶点通过一条边和自身关联,则称图G为多重图。多重图和简单图的定义是相对的。数据结构中仅讨论简单图。

 顶点的度、入读、出度

顶点-顶点的关系描述

 连通图和强连通图

无向图中,若从顶点v到顶点W路径存在,则称v和W是连通的。若图G中任意两个顶点都是连通的,则称图G为连通图

有向图中,如果有一对顶点v和w,从v到w和从w到v之间都有路径则称这两个顶点是强连通的。(即从一个顶点可以到达所有其他点)若图中任何一对顶点都是强连通的,则称此图为强连通图

 

 子图

1、无向图的子图

2、有向图的子图

 

注意:生成子图包含原图所有的顶点,可以少边

并非v和E的任何子集都能构成G的子图,因为这样的子集可能不是图,即E的子集中的某些边关联的顶点可能不在这个v的子集中

连通分量

强连通分量

生成树

连通图的生成树是包含图中全部顶点的一个极小连通子图

若图中顶点数为n,则它的生成树含有n-1条边。

包含图中全部顶点的极小连通子图,只有生成树满足这个极小条件。

对生成树而言。若砍去它的一条边,则会变成非连通图。若加上一条边,则会形成一个回路

在非连通图中,连通分量的生成树构成了非连通图的生成森林。

生成森林

注意:区分极大连通子图和极小连通子图。极大连通子图是无向图的连通分量,极大即要求该连通子图包含其所有的边,极小连通子图是既要保持图连通,又要使得边数最少的子图。

边的权、带权图/网

在一个图中,每条边都可以标上具有某种含义的数值,该数值称为该边的权值。这种边上带有权值的图称为带权图,也称

 几种特殊形态的图

  • 无向完全图

  • 有向完全图

  • 稀疏图

  • 稠密图

  • 有向树

对于无向图。 |E|的取值范围为0到n(n-1)/2n(n-1)/2条边的无向图称为完全图

完全图中,任意两个顶点之间都存在

对于有向图,|E|绝对值取值范围为0到n(n-1)。有n(n-1)条弧的有向图,称为有向完全图

有向完全图中,任意两个顶点之间都存在方向相反的两条弧

注意:

1、非连通情况下边最多的情况:由n-1个顶点构成一个完全图,此时再加入一个顶点,则变成非连通。

2、有向图强连通情况下边数最少的情况。至少需要n条边,构成一个环路。

总结

 

 

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