图论例题解析

1.图论基础概念

概念

(注意连通非连通情况,+1节点)
无向图: 两倍 (没有入度和出度的概念)

1.完全图: 假设一个图有n个节点,那么任意两个节点 都有 则为完全图
2.连通图:是指任意两个结点 之间都有一个路径 相连。
3.区别: n个顶点 的完全图有n(n-1)/2条边 ;而连通图 则不一定,但至少有n-1 条边。举个例子,四个顶点的完全图有6条边,也就是四条边加上2条对角线;而连通图可以只包含周围四条边就可以了。
4.强连通图:

你到我有路径 ,我到你有路径 ------>最少边数为n(环),至多边数为n(n-1);

有向图G中,如果两个顶点vi,vj 间(vi>vj)有一条从vi到vj的有向路径 ,同时还有一条vj到vi 的有向路径,则称两个顶点强连通 (strongly connected)。如果有向图G的每两个顶点都强连通 ,称G是一个强连通图


5.连通分量:

  1. 子图相通
  2. 子图极大
    与连通图对应,一般书上说的都是特指无向图 !!
    首先要知道分量,分量 其实就是子图 ,只不过说的高大尚罢了。但连通分量 不是简单的子图连通,他还除了要求子图连通 ,还要求该连通子图极大 。说白了,无向图极大连通子图 就是连通分量 。到这里先往下看极大连通子图再回来看

6.极大连通分量:

从5我们知道他首先是连通子图,并且该连通子图是极大的,主要是这里的极大很不好理解。这里我画图举例

7.极小连通分量:

7.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

8.生成森林:

9.有向树

一个顶点的入度为0,其余顶点入度为1的有向图为有向树

例题

1.

2.
答案选B:
无向图:是没有方向的,而强连通图 强调的是有方向的图

有回路,也不一定正确,可能会出现以下情况:访问不到其余节点
一棵树
,只有从根节点出发才能访问所有节点


3.
1.子图的概念:

**子图:**假设有两个图G=(V,{E})和g=(v,{e}),如果v⊆V,e⊆E,则称g为G的子图;

    例:假设有图G=(V,{E}),顶点集A⊆V,B⊆E,则A和{B}构成G的子图。

    答:错误,因为A和B未必能构成图。定义中g是G的子图,是因为给条件时已经明确g是图

2.无向完全图和有向完全图的概念:
无向完全图:每个节点之间都有边,为1/2(n (n-1));
有向完全图:任意两个顶点之间都存在方向相反的两条弧。n (n-1);

3.
强连通图的概念:
有方向,有边,但是强连通图不能保证任何顶点到其他所有顶点都有弧,可能只与其中之一之间有弧
图的入度和出度:
图的入度和出度不一定相等,入读可能为0
有向完全图:
有边且方向为双向,边数为
n
(n-1)
,故有向完全图 一定为强连通图 (有边有方向)
有向图边集的子集和顶点的子集不一定能够构成子图 :除非明确给出这个子集构成了个图

5.

注意非连通的情况

6.

对于强连通有向图 ,成一个环,三个节点三条边

你到我有路径 ,我到你有路径 ------>最少边数为n(环),至多边数为n(n-1);

7.

8.

n个顶点最多n-1条边,算入度出度,2*(n-1)


10.

五个顶点的完全图基础 之上再加一个顶点 使其为连通图

11.

可以知道的是树一定是一个连通图------>所以符合n个节点n-1条边

  1. 生成树指的是最小连通子树,而连通分量指的是极大连通子树
  2. 生成树确实是无环的
  3. 生成树与最下连通子树相关

    12.
    n个顶点,成为一个环,有n个边,n个边有n颗生成树(也可以从度方面思考)

    13.
    设森林中有s棵树,再用n-1条边就能把所有的树连接成一棵树,此时,边数+1=顶点数 ,即e+(x-1)+1=n => x=n-e

    14.
    有向图 中,顶点的度入度与出度之和n个顶点 的有向图中,任一顶点 最多还可以与其他n---1个 顶点有一对边相连。 *2(n-1)**

15.

图为环,则度最少为2


16.

与上述类似,一个无向图若要有七个节点,要保证它是连通的,说明六个节点的时候是完全图,所以边数为6*(5)/2,但因为要将其变为连通图,所以需要+1条边

17.邻接矩阵:

非对称的邻接矩阵,说明为有向图,(因为无向图一定是对称的),各顶点的度 依次是=入度+出度 ,为3423

如果是无向图就要/2;

2.图的存储

邻接矩阵

无向图的邻接矩阵是唯一的;邻接表是唯一的

邻接表

**前提:**因为邻接矩阵较为稀疏,所以我们用邻接表法减少空间的消耗

  1. 有向图,无向图都能够存储

  2. 邻接表存储有向图时,顶点的出度个数单链表中的节点个数

  3. 无向图中,邻接表不唯一 ,若无向图 中有n个顶点e条边 ,则其邻接表 需要n个头结点2e个表结点。适宜存储稀疏图。


  4. 无向图和有向图存储空间的比较

    **无向图:**顶点数+2*边数;**有向图:**定点数+边数

图的遍历

深度优先DFS:

从上至下遍历,如果到顶了(已经走过的路就不走了),就返回上一步节点

广度优先BFS:

从左到右一层一层遍历,放入(找当前节点距离为1的节点们,放入,然后继续遍历)

邻接矩阵的遍历:

注意遍历的唯一性

例题
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