2020-04-11 【学习笔记】图论2——有向图

今天继续图论。

1 定义

有向图对一般图做了一点改进,边有了方向含义,也就是一般图组成边的是无序对偶集(Ni,Nj),而有向图组成边的是有序对偶集<Ni, Nj>,其中Ni是初始节点,而Nj是结束节点。

图1 有向图示意

2 内度和外度

内度是指以该节点为结束节点的边的条数,例如图1中N4的内度为2。外度指的是以该节点为开始节点的边的条数,例如图1中N1的外度为2。

3 节点的类型

内度为0的节点为源节点,外度为0的节点为吸收节点,内度和外度均不为0的节点为传递节点

4 相邻矩阵

相邻矩阵行的和是节点的外度,列的和是节点的内度。例如,第1行表示<N1,N2>、<N1,N4>两条边。

图2 相邻矩阵

5 路径与半路径

(有向)路径:第一条边的终止节点是第二条边的起始节点,例如图1中N1到N6为路径。

(有向)半路径:第一条边的起始节点也是第二条边的起始节点,或者第一条边的终止节点也是第二条边的终止节点。注意:某序列中只要有一对边满足上述要求即可认为是半路径。图1中N1和N3、N2和N4以及N5和N6序列均为半路径。

6 可到达矩阵

顾名思义,就是从某个点可以到达某个点的矩阵,其中行为起始点,列为结束点。例如,对于N1行,N1作为起始点时,可以到达N2、N4、N5和N6,因此第一行为[0, 1, 0, 1, 1, 1, 0]

图3 可到达矩阵

7 n-连接性

n-连接性包括了以下几种类型:

0-连接性:两个节点之间没有路径

1-连接性:两个节点之间有一条半路径,但是没有路径

2-连接性:两个节点之间有一条路径

3-连接性:从Ni到Nj之间有一条路径,从Nj到Ni之间也有一条路径

8 强组件

有向图的强组件是3-连接节点的最大集合。

将图1的有向图修改为下图,显然集合{N3,N4,N6}为强组件,由此得到压缩图,如图5。


图4 有向图


图5 压缩图

参考资料:

《软件测试》第二版 Paul C. Jorgensen  韩柯 杜旭涛 译

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