Вопрос 12

Граф — основной объект изучения математической теории графов, совокупность непустого множества вершин и наборов пар вершин (связей между вершинами). Объекты представляются как вершины, или узлы графа, а связи — как дуги, или рёбра.

Ориентированный граф (кратко орграф) — (мульти) граф, рёбрам которого присвоено направление. Направленные рёбра именуются также дугами, а в некоторых источниках и просто рёбрами.

Один из самых распространённых способов хранения графа - матрица смежности. Она представляет собой  двумерный массив. Если в клетке i, j (i – строка, j - столбец) установлено значение пусто (как правило, это очень большая величина или величина, которой заведомо не может равняться вес ребра), то дуги, начинающейся в вершине i и кончающейся в вершине j, нет. Иначе дуга есть. Если она есть, то в соответствующую ячейку записывают ее вес. Если граф не взвешенный, то вес дуги считается равным единице

если нам дан неориентированный граф, то ребро можно заменить двумя дугами, т.е. если у нас есть ребро (1,3), то мы можем заменить его на дуги (1,3) и (3,1) - так мы сможем пройти в любом направлении в любое время.

Алгори́тм Де́йкстры (англ. Dijkstra’s algorithm) — алгоритм на графах, изобретённый нидерландским учёным Э. Дейкстрой в 1959 году. Находит кратчайшее расстояние от одной из вершин графа до всех остальных. Алгоритм работает только для графов без рёберотрицательного веса. Алгоритм широко применяется в программировании и технологиях, например, его используют протоколы маршрутизации OSPF и IS-IS.

Вопрос 13

Граф — основной объект изучения математической теории графов, совокупность непустого множества вершин и наборов пар вершин (связей между вершинами). Объекты представляются как вершины, или узлы графа, а связи — как дуги, или рёбра.

Ориентированный граф (кратко орграф) — (мульти) граф, рёбрам которого присвоено направление. Направленные рёбра именуются также дугами, а в некоторых источниках и просто рёбрами.

Один из самых распространённых способов хранения графа - матрица смежности. Она представляет собой  двумерный массив. Если в клетке i, j (i – строка, j - столбец) установлено значение пусто (как правило, это очень большая величина или величина, которой заведомо не может равняться вес ребра), то дуги, начинающейся в вершине i и кончающейся в вершине j, нет. Иначе дуга есть. Если она есть, то в соответствующую ячейку записывают ее вес. Если граф не взвешенный, то вес дуги считается равным единице

если нам дан неориентированный граф, то ребро можно заменить двумя дугами, т.е. если у нас есть ребро (1,3), то мы можем заменить его на дуги (1,3) и (3,1) - так мы сможем пройти в любом направлении в любое время.

Алгоритм Флойда — Уоршелла — динамический алгоритм для нахождения кратчайших расстояний между всеми вершинами взвешенного ориентированного графа. Разработан в 1962 году Робертом Флойдом и Стивеном Уоршеллом, хотя в 1959 году Бернард Рой (Bernard Roy) опубликовал практически такой же алгоритм, но это осталось незамеченным.

Пусть вершины графа   пронумерованы от 1 до   и введено обозначение   для длины кратчайшего пути от   до  , который кроме самих вершин   проходит только через вершины  . Очевидно, что   — длина (вес) ребра  , если таковое существует (в противном случае его длина может быть обозначена как  ).

Существует два варианта значения  :

1. Кратчайший путь между   не проходит через вершину  , тогда 

2. Существует более короткий путь между  , проходящий через  , тогда он сначала идёт от   до  , а потом от   до  . В этом случае, очевидно, 

Таким образом, для нахождения значения функции достаточно выбрать минимум из двух обозначенных значений.

Тогда рекуррентная формула для   имеет вид:

 — длина ребра 

Алгоритм Флойда-Уоршелла последовательно вычисляет все значения     для   от 1 до  . Полученные значения   являются длинами кратчайших путей между вершинами