📜  图的类型和应用

📅  最后修改于: 2021-04-24 23:55:40             🧑  作者: Mango

先决条件:图论基础-第1套,图论基础-第2套

图G =(V,E)由一组顶点V = {V1,V2,…组成。 。 。 }和边集E = {E1,E2,。。 。 。 }。一组无序的不同顶点对,其元素称为图G的边缘,这样,每个边缘都由无序的顶点对(Vi,Vj)标识。
如果存在与Vi和Vj关联的边Ek,则顶点(Vi,Vj)称为相邻。在这种情况下,Vi和Vj被称为端点,并且边缘Ek被称为Vi和Vj的连接/接头。

图的类型:

  • 有限图:如果图具有有限数量的顶点和有限数量的边,则称该图为有限图。
  • 无限图:如果图具有无限数量的顶点和无限数量的边,则称该图为无限。
  • 平凡图:如果有限图仅包含一个顶点且不包含边,则该图被认为是平凡的。
  • 简单图:简单图是在一对顶点之间不包含多个边的图。连接不同城市的简单铁路轨道就是简单图形的示例。

  • 多图:任何包含一些平行边但不包含任何自环的图称为多图。例如,路线图。
    • 平行边:如果两个顶点连接的边不止一个,则这些边称为平行边,即多根,但只有一个终点。
    • 循环:将顶点连接到自身的图的边缘称为循环或自环。
  • 空图: n阶和零大小的图,它是包含n个顶点但不包含任何边的图。
  • 完整图:如果每个顶点的度为n-1,则一个具有n个顶点的简单图称为完整图,即,一个顶点具有n-1个边。完整的图也称为完整图。

  • 伪图:具有自环和一些多个边的图G称为伪图。
  • 正则图:如果图G的所有顶点都具有相等的度数,则称简单图为正则。所有完整的图都是规则的,但反之亦然。
  • 二部图:如果可以将其顶点集V(G)划分为两个非空的不相交子集,则图G =(V,E)被称为二部图。 V1(G)和V2(G)的方式应使E(G)的每个边e的一端在V1(G)中,另一端在V2(G)中。
    分区V1 U V2 = V称为G的二分。
    在图中:
    V1(G)= {V5,V4,V3}
    V2(G)= {V1,V2}

  • 带标签的图形:如果用名称,数据或权重标记了图形的顶点和边缘,则称为带标签的图形。也称为加权图
  • 有向图图:具有映射f的图G =(V,E),使得每个边都映射到一些有序的顶点对(Vi,Vj)上,称为有向图。也称为有向。有序对(Vi,Vj)表示Vi和Vj之间的边缘,带有从Vi到Vj的箭头。
    在图中:
    e1 =(V1,V2)
    e2 =(V2,V3)
    e4 =(V2,V4)

  • 子图:如果V1(G)是V(G)的子集,而E1(G)是E(G)的子集,则图G =(V1,E1)称为图G(V,E)的子图。 G1的每个边都具有与G中相同的最终顶点。

    子图类型:

    • 顶点不相交子图:如果V1(G1)交点V2(G2)=空,则任意两个图G1 =(V1,E1)和G2 =(V2,E2)是图G =(V,E)的顶点不相交。 。在图中,G1和G2之间没有共同的顶点。
    • 边不相交子图:如果E1(G1)相交E2(G2)=空,则子图被称为边不相交。在图中,G1和G2之间没有公共边。

    注意:边不相交的子图可能具有相同的顶点,但顶点不相交的图不能具有共同的边,因此顶点不相交的子图将始终是边不相交的子图。

  • 连接图或断开图:如果图G的任意一对顶点(Vi,Vj)彼此可达,则称图G为连通。或者,如果在图G的每对顶点之间至少存在一条路径,则称该图已连接。具有n个顶点的空图是由n个分量组成的不连续图。每个分量都包含一个顶点且没有边。
  • 循环图:由n个顶点和n> = 3组成的图G,即V1,V2,V3- – – – – – – Vn和边(V1,V2),(V2,V3),(V3,V4) -(Vn,V1)称为循环图。

      图的应用:

      • 计算机科学:在计算机科学中,图形用于表示通信,数据组织,计算设备等的网络。
      • 物理和化学:图论也用于研究化学和物理中的分子。
      • 社会科学:图论在社会学中也被广泛使用。
      • 数学:在这种情况下,图在几何学和拓扑的某些部分(例如结理论)中很有用。
      • 生物学:图论在生物学和保护工作中很有用。