Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теория графов / Филатова 311 ТГ.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
18.08.2022
Размер:
247.39 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н. Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО»

ПРОБЛЕМА СИЛЬНОЙ СВЯЗНОСТИ

РЕФЕРАТ

Студентки 3 курса 311 группы направления 02.03.02 — Фундаментальная информатика и информационные технологии факультета КНиИТ

Филатовой Ольги Владимировны

Проверил

 

к. ф.-м. н., доцент

М. В. Огнева

Саратов 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 Теоретическая справка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 Алгоритм Косарайю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 Теоретическое обоснование алгоритма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Асимптотика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 Реализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 Алгоритм Тарьна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1 Описание алгоритма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2 Реализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4 Алгоритм Габова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1 Описание алгоритма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.2 Реализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

КСС — Компонента сильной связности;

SCC — Сильно связная компонента;

3

ВВЕДЕНИЕ

Внеориентированном графе две вершины либо связаны (если существует соединяющая их цепь), либо не связаны. В ориентированном графе отношение связанности вершин несимметрично, а потому определение связности отличается.

Орграф G называется слабосвязным, если ассоциированный с ним неориентированный граф G является связным (получается замещением дуг на ребра)

Орграф G называется односторонне связным, если для любых двух его вершин vi и vj хотя бы одна достижима из другой.

Ориентированный граф D называется сильно связным, если любые две его вершины vi и vj взаимодостижимы (т.е. существуют пути из vi в vj и из vj

вvi).

Внекоторых задачах существенно требование сильной связности графа.

Например, граф, представляющий план города с односторонним движением по некоторым улицам, должен быть сильно связанным, так как, в противном случае, нашлись бы вершины (перекрестки), между которыми нельзя было бы проехать без нарушения правил движения.

4

1 Теоретическая справка

Отношение взаимной достижимости вершин орграфа рефлексивно, симметрично и транзитивно. Как отношение эквивалентности оно разбивает множество вершин орграфа на классы эквивалентности, объединяя в один класс все вершины, достижимые друг из друга. Вершины, входящие в такие классы, вместе с дугами, им инцидентными, обе концевые вершины которых принадлежат этому же классу, образуют подграфы, называемые сильными (или сильносвязнными) компонентами орграфа. [1]

Сильно связными компонентами орграфа называются его максимальные по включению сильно связные подграфы.

Рисунок 1 – Пример ориентированного графа с тремя компонентами сильной связности

Каждая вершина орграфа принадлежит только одной компоненте сильной связности. Если вершина не связана с другими, то она сама образует компоненту сильной связности. [2]

Например в графе, приведенном на Рис. 2 подграф fx1; x4; x5; x6g является КСС графа. С другой стороны подграфы fx1; x6g fx1; x5; x6g не являются сильными компонентами(хотя и являются сильными подграфами), поскольку они содержатся в подграфе fx1; x4; x5; x6g и следовательно не максимальные.

Граф называется сильно связным, если имеет только одну сильно связную компоненту.

Орграф, не принадлежащий к классу сильно связных графов, содержит некоторый набор сильно связных компонент, и некоторый набор ориентированных ребер, идущих от одной компоненты к другой.

Любая вершина орграфа сильно связана сама с собой. [3] Конденсацией G орграфа G (фактор-графом) называется орграф, кото-

5

Рисунок 2 – Компоненты сильной связности

рый получается стягиванием в одну вершину каждой компоненты сильной связности орграфа G.

Рисунок 3 – Орграф (слева) и его фактор-граф (справа)

Каждой вершине графа конденсации соответствует компонента сильной связности графа G, а ориентированное ребро между двумя вершинами Ci и

Cj графа конденсации проводится, если найдётся пара вершин u 2 Ci, v 2

Cj, между которыми существовало ребро в исходном графе, т.е. (u; v) 2 E. Важнейшим свойством графа конденсации является то, что он ацикличен. [?] Описываемый ниже алгоритм выделяет в данном графе все компоненты сильной связности. Построить по ним граф конденсации не составит труда.

6

Соседние файлы в папке Теория графов