图的基本知识总结

By @JosonLe
at 2017/12/18

废话不多说,直接上。
但不得要说一句,简书Markdown模式真用不惯,文中很多数学公式都显示不出来,不知道在简书中该怎样写,ε=(´ο`*)))唉
不管了,初次写文望见谅

大体归纳一下

  • 简单图:不存在自己到自己的边,且点与点之间不存在重复边(注:若是有向图,重复边要方向也相同)

  • 完全图:

    1. 无向完全图:任意两个顶点之间都有边相连(仅一个点也是)-------------->结点度数为n-1
    2. 有向完全图:任意两个点间都有双向边相连(方向相反的两条边)(仅一个点也是)-------------->结点入度出度n-1
    3. n个节点的完全无向图$K_{n}$的边数${C_{n}}^{2}$,完全有向图$K_{n}$的边数$2{C_{}n}^{2}$
  • 图的同构(同构映射):图G和G1之间点和点相映射,对应的边也相映射(通俗说,就是对应的点、边连接关系不变,只是形状变了)

  • 度(不谈)

    1. 无向图中,结点度数之和等于边数的两倍
    2. 有向图中,入度和 = 出度和 = 边数
    3. 奇结点(度数为奇数的结点),同理,偶结点。图中奇结点个数必为偶数
  • 零图:结点孤立的图。就一个顶点--->一阶零图,也称平凡图

  • 圈图、轮图

  • d度正则图:所有结点度数都为d的无向图

  • 子图:G=<V,E,$ \phi $>,$G^{'}=<{V}',{E}',{\phi}'> $,若${V}'\subseteq V,{E}'\subseteq E,{\phi}'\subseteq \phi$,则称${G}'$是G的子图 ($\phi$是点Vi到Vj的边的意思,E是边集合)

    1. 真子图,相比于子图边${E}'\subseteq E$
    2. 生成子图,顶点数目相等,${E}'\subseteq E$,${\phi}'\subseteq \phi$
    3. 导出子图,去掉某个点和与该点相连的边所生成的子图
    4. 补图,n阶完全无向图$K_{n}$的生成子图,记作$\bar{G}$.显然简单无向图都有补图且每个补图都是同构的
  • 路径:通俗说顶点i到顶点j之间有路,i和j是连通的(单独一个点也是路径,长度为0的基本路径,所以自己可达自己)

  • 简单路径:一条路径中无重复的边

  • 基本路径:一条路径中无重复的顶点(n阶图中基本路径长度小于等于n-1)

  • 回路(环,也称闭路径):第一个顶点和最后一个顶点相同的路径就是回路,通俗说从顶点i能走回i

  • 基本回路(基本环):回路中除起始点外,不经过重复点

  • 简单回路(简单环):回路中不经过重复边

  • 连通图:

    1. 无向图中,任意两个顶点都是连通的,则称G是连通图
    2. 有向图中,任意vi,vj∈V,vi≠vj
      都有从Vi到Vj的路径和从Vj到Vi的路径,则称G是强连通图
      3.(有向图)单向连通图:任意两个顶点至少一个可达另一个
      4.(有向图)弱连通图:基础图为连通图(“基础图”:有向图去掉边的方向所得的无向图)
  • 图的直径:首先定义两点间距离d,(两点不可达,d为无穷),直径就是Max($d<V,{V}'>$

  • 连通分量(亦称分支):

    1. 无向图中极大连通子图(“极大”,通俗的说多一个点不行少一个也不够,不能再有点是该连通子图还能构成联通图)
    2. 有向图中极大强连通子图————>(这个是强连通分量,我给他放一起了),还有单向/弱连通子图----->(单向/弱连通分量)
    3. 前提条件:
      • 是子图(非连通图的子图)
      • 子图要连通
      • 满足“极大”,即极大顶点数
  • 有向图的强连通图一定是回路,否则不可互达.
    无向图的连通图不是回路,但是有回路的无向图一定是连通的.

  • 割点、割边:图G删去点v及相关联的边所得的子图的连通分支数多于原图的连通分支数,则v是G的割点;同理删去边e所得的子图的连通分支数多于原图的,则e是G的割边(桥)。

    1. 显然,连通图删去一个割点或割边后得到的子图不连通
    2. 图G中割边e不在任何回路上
  • 矩阵表示、路径矩阵、关联矩阵

  • 连通图的生成树:一个连通图的生成树是一个极小的连通子图,它含有图中全部的n个顶点,但只有足以构成一棵树的 n-1 条边。

    1. 表明含n个顶点的图,边数小于n-1,则不是连通图;如果它多于n-1条边,则必定构成一个环。但有n-1条边也不一定是生成树

参考链接:图的基础知识

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