有向图

更新时间:2024-07-02 08:48

一个有向图D是指一个有序三元组(V(D),A(D),ψD),其中ψD)为关联函数,它使A(D)中的每一个元素(称为有向边或弧)对应于V(D)中的一个有序元素(称为顶点或点)对.

相关概念

孤立点:V中不与E中任一条边关联的点称为D的孤立点.

简单图:不含平行边的图称为简单图.

完备图:图中任两个顶点U与u之间,恰有两条有向边(u,v),及(v,u),则称该有向图D为完备图.

基本图:把有向图D的每条边除去定向就得到一个相应的无向图G,称G为D的基本图.称D为G的定向图.

强连通图:给定有向图G=(VE),并且给定该图G中的任意两个结点u和v,如果结点u与结点v相互可达,即至少存在一条路径可以由结点u开始,到结点v终止,同时存在至少有一条路径可以由结点v开始,到结点u终止,那么就称该有向图G是强连通图。

弱连通图:若至少有一对结点不满足单向连通,但去掉边的方向后从无向图的观点看是连通图,则D称为弱连通图.

单向连通图:若每对结点至少有一个方向是连通的,则D称为单向连通图.

强连通分支:有向图G的极大强连通子图称为该有向图的强连通分支。

有向通路:

邻接矩阵

除了孤立顶点外,任意顶点都至少与一条边相关联,因此,任何有向图,不考虑孤立顶点,可以由其边集完全描述.例如,如果D的边如下:

(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,3),(3,4),(4,4),

注意,我们是按照字典序列出D的边的,只不过这里不是a,b,c,…,而是1,2,3.....

依照这种思想,我们可以用矩阵来完全地描述任何有向图,这就是有向图的邻接矩阵.

最短路的求解

对于有向图最短路问题,计算步骤与求解无向图最短路问题相同,主要区别在于:无向图最短路问题使用单标号法。单标号法是对每一点赋予一个路权标号;而有向最短路问题使用双标号法.双标号法是对每一点赋予两个标号:路径路权

可达性

对于一个无向图来说,如果它是连通的,那么它的任意两个顶点之问必存在一条路径,因此,通过这一路径可从一个顶点“到达”另一个顶点,若从顶点“可以到达u,则从u也可以到达“,也即v和u之间是互相可以到达的。

对于有向图,情形就不同了,因为存在从u到v的路径,并不蕴涵也存在从v到u的路径。

设D是一个有向图,且u、v∈D,若存在从顶点u到顶点v的一条路径,则称从顶点v到顶点u可达。

可达的慨念与从u到v的各种路径的数目及路径的长度无关。另外,为了完备起见,规定任一顶点到达它自身的是可达的。

可达性是一个有向图顶点的二元关系,依照定义,它是自反的,且是传递的。一般来说,可达不是对称的,也不是反对称的。

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