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資料結構課上筆記14

圖是一種:   資料元素間存在多對多關係的資料結構   加上一組基本操作構成的抽象資料型別。

圖 (Graph) 是一種複雜的非線性資料結構,由頂點集合及頂點間的關係(也稱弧或邊)集合組成。可以表示為: G=(V, VR)  

其中 V 是頂點的有窮非空集合;

VR 是頂點之間   關係的有窮集合,也叫做弧或邊集合。

弧是頂點的有序對,邊是頂點的無序對。

 

特點:(相對於線性結構)

頂點之間的關係是任意的 

圖中任意兩個頂點之間都可能相關

頂點的前驅和後繼個數無限制

 

相關概念:

 

頂點(Vertex):圖中的資料元素。線性表中我們把資料元素叫元素,樹中將資料元素叫結點。

邊:頂點之間的邏輯關係用邊來表示,邊集可以是空的。

 

無向邊(Edge):若頂點V1到V2之間的邊沒有方向,則稱這條邊為無向邊。

無向圖(Undirected graphs):圖中任意兩個頂點之間的邊都是無向邊。(A,D)=(D,A)

無向圖中邊的取值範圍:0≤e≤n(n-1)/2

有向邊:若從頂點V1到V2的邊有方向,則稱這條邊為有向邊,也稱弧(Arc)。用<V1,V2>表示,V1為狐尾(Tail),V2為弧頭(Head)。(V1,V2)≠(V2,V1)。

有向圖(Directed graphs):圖中任意兩個頂點之間的邊都是有向邊。

有向圖中弧的取值範圍:0≤e≤n(n-1)

   注意:無向邊用“()”,而有向邊用“< >”表示。

 

簡單圖:圖中不存在頂點到其自身的邊,且同一條邊不重複出現。

無向完全圖:無向圖中,任意兩個頂點之間都存在邊。

有向完全圖:有向圖中,任意兩個頂點之間都存在方向互為相反的兩條弧。

稀疏圖:有很少條邊。

稠密圖:有很多條邊。

 

鄰接點:若 (v, v´) 是一條邊,則稱頂點 v 和 v´互為 鄰接點,或稱 v 和 v´相鄰接;稱邊 (v, v´) 依附於頂點 v 和 v´,或稱 (v, v´) 與頂點 v 和 v´ 相關聯。

 

權(Weight):與圖的邊或弧相關的數。

網(Network):帶權的圖。

子圖(Subgraph):假設G=(V,{E})和G‘=(V',{E'}),如果V'包含於V且E'包含於E,則稱G'為G的子圖。

 

 入度:有向圖中以頂點 v 為頭的弧的數目稱為 v 的入度,記為:ID(v)。  

出度:有向圖中以頂點 v 為尾的弧的數目稱為 v 的出度,記為:OD(v)。

度(Degree):無向圖中,與頂點V相關聯的邊的數目。有向圖中,入度表示指向自己的邊的數目,出度表示指向其他邊的數目,該頂點的度等於入度與出度的和。

 

迴路(環):第一個頂點和最後一個頂點相同的路徑。

簡單路徑:序列中頂點(兩端點除外)不重複出現的路徑。 

簡單迴路(簡單環):前後兩端點相同的簡單路徑。

路徑的長度:一條路徑上邊或弧的數量。

 

連通:從頂點 v 到 v´ 有路徑,則說 v  和 v´ 是連通的。

連通圖:圖中任意兩個頂點都是連通的。

連通分量:無向圖的極大連通子圖(不存在包含它的 更大的連通子圖);

任何連通圖的連通分量只有一個,即其本身;非連通圖有多個連通分量(非連通圖的每一個連通部分)。

強連通圖: 任意兩個頂點都連通的有向圖。 

強連通分量:有向圖的極大強連通子圖;任何強連通 圖的強連通分量只有一個,即其本身;非強連通圖有多個 強連通分量。

 

生成樹:所有頂點均由邊連線在一起但不存在迴路的圖。(n個頂點n-1條邊)