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有向圖

(有向圖)

鎖定
一個有向圖D是指一個有序三元組(V(D),A(D),ψD),其中ψD)為關聯函數,它使A(D)中的每一個元素(稱為有向邊或弧)對應於V(D)中的一個有序元素(稱為頂點或點)對. [1] 
中文名
有向圖
外文名
oriented graph
類    型
表示物件與物件之間的關係
三元組
V(D),A(D),ψD

有向圖相關概念

孤立點:V中不與E中任一條邊關聯的點稱為D的孤立點.
簡單圖:不含平行邊的圖稱為簡單圖.
完備圖:圖中任兩個頂點U與u之間,恰有兩條有向邊(u,v),及(v,u),則稱該有向圖D為完備圖.
基本圖:把有向圖D的每條邊除去定向就得到一個相應的無向圖G,稱G為D的基本圖.稱D為G的定向圖. [2] 
強連通圖:給定有向圖G=(VE),並且給定該圖G中的任意兩個結點u和v,如果結點u與結點v相互可達,即至少存在一條路徑可以由結點u開始,到結點v終止,同時存在至少有一條路徑可以由結點v開始,到結點u終止,那麼就稱該有向圖G是強連通圖。
弱連通圖:若至少有一對結點不滿足單向連通,但去掉邊的方向後從無向圖的觀點看是連通圖,則D稱為弱連通圖.
單向連通圖:若每對結點至少有一個方向是連通的,則D稱為單向連通圖. [3] 
強連通分支:有向圖G的極大強連通子圖稱為該有向圖的強連通分支。 [4] 
有向通路:無環有向圖D中總存在這樣一個獨立集5,使得y—Js中任何一點",存在H∈S,從M到"有長度不超過2的有向通路. [5] 

有向圖鄰接矩陣

除了孤立頂點外,任意頂點都至少與一條邊相關聯,因此,任何有向圖,不考慮孤立頂點,可以由其邊集完全描述.例如,如果D的邊如下:
(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,3),(3,4),(4,4),
注意,我們是按照字典序列出D的邊的,只不過這裏不是a,b,c,…,而是1,2,3.....
依照這種思想,我們可以用矩陣來完全地描述任何有向圖,這就是有向圖的鄰接矩陣. [6] 

有向圖最短路的求解

對於有向圖最短路問題,計算步驟與求解無向圖最短路問題相同,主要區別在於:無向圖最短路問題使用單標號法。單標號法是對每一點賦予一個路權標號;而有向最短路問題使用雙標號法.雙標號法是對每一點賦予兩個標號:路徑路權 [7] 

有向圖可達性

對於一個無向圖來説,如果它是連通的,那麼它的任意兩個頂點之問必存在一條路徑,因此,通過這一路徑可從一個頂點“到達”另一個頂點,若從頂點“可以到達u,則從u也可以到達“,也即v和u之間是互相可以到達的。
對於有向圖,情形就不同了,因為存在從u到v的路徑,並不藴涵也存在從v到u的路徑。
設D是一個有向圖,且u、v∈D,若存在從頂點u到頂點v的一條路徑,則稱從頂點v到頂點u可達。
可達的慨念與從u到v的各種路徑的數目及路徑的長度無關。另外,為了完備起見,規定任一頂點到達它自身的是可達的。
可達性是一個有向圖頂點的二元關係,依照定義,它是自反的,且是傳遞的。一般來説,可達不是對稱的,也不是反對稱的。
參考資料
  • 1.    卜月華,王維凡,呂新忠編著.圖論及其應用 第2版:東南大學出版社,2015
  • 2.    傅家良編.運籌學 方法與模型(第2版):復旦大學出版社,2014
  • 3.    朱懷宏編著.普通高校系列教材·信息技術 離散數學:南京大學出版社,2005
  • 4.    秦明主編.算法分析與設計教程:北京大學出版社,2013
  • 5.    劉任任編著.離散數學:中國鐵道出版社,2009
  • 6.    範周田著.模糊矩陣理論與應用:科學出版社,2006
  • 7.    吳振華編著.運籌學:北京理工大學出版社,2014