Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Дискретная математика / 2 1 Ориентированные графы.pps
Скачиваний:
85
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
348.67 Кб
Скачать

Ориентированные графы

Орграф– способ представления бинарного отношения

 

 

 

 

 

X

 

n,

 

 

 

m

G0 X , , X X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х множество вершин,

 

 

 

Г множество дуг

Вершины x и y

 

 

 

Дуги g и h смежные

 

 

смежные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- существует дуга,

 

 

 

- существует вершина,

соединяющая эти

 

 

 

являющаяся общим

вершины

 

 

 

началом или концом

 

 

 

 

 

 

 

 

этих дуг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вершина x и дуга g инцидентны

- вершина x является началом или концом дуги g1

Ориентированные графы

p x x - полустепень исхода вершины x p x 1 x - полустепень захода вершины x

p x p x 2m

x X x X

Множество достижимости вершины x

~

2

x ...

x x x

Множество контрдостижимости вершины x

~ 1

x 1 x 2 x ...

x

 

2

Способы представления орграфов

 

 

 

X

 

n

 

 

 

m

G0 X ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A n n

Матрица смежности

 

 

 

1,

(x , x )

 

 

 

 

aij 0, (xi

, x j )

 

 

 

 

 

 

 

i

j

 

 

 

B n m

Матрица инцидентности

 

 

 

 

1, xi началодуги g j

 

 

 

 

 

 

1, xi конецдуги g j

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ij

 

2, при вершинеxi петля g j

 

 

 

 

0, вершина xi неинцидентна дуге g j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способы представления графов

Список дуг

 

N n1,n2

, ...,

nm

K k1, k2

, ...,

km

ni

- начало дуги

ki

- конец дуги

i 1,m

N 1, 2, 2, 4

K 2,1, 3, 4

Структура смежности

 

x : x

x X

1: 2;

2 :1, 3; 3: ; 4 : 4;

2

g1 g

g3

3

2

1

 

4

g4

 

Матрица достижимости

 

R E A A2

A3 ...

 

1,

из вершины x

достижима x

 

rij

0,

из вершины xi

недостижимаj x

j

 

 

i

 

0 1 0 0

 

1 0 1 0

1 0 1 0

2

0 1 0 0

A

A

 

0 0 0 0

 

0 0 0 0

0 0 0 1

 

0 0 0 1

1 1 1 0

R E A A2 1 1 1 0

0 0 1 00 0 0 1

0 1 0 0 A3 1 0 1 00 0 0 00 0 0 1

2

g1 g

g3

3

2

1

 

4

g4

 

Матрица достижимости

Алгоритм Уоршалла

R E A A2

A3 ...

1) R(0) E A

 

 

 

 

 

(0)

 

 

1 1

0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

1 1

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E A

 

 

 

2) R(t):

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0 1 0

1,n

 

 

 

 

 

 

 

 

r (t) r (t 1)

r

(t 1)r

(t 1)

,

0 0

0 1

ij

ij

 

ik

 

kj

1 1 1 1 0 1 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1,n

 

 

 

 

 

 

 

 

R

(1)

 

 

1

1

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

1

0

 

 

j 1,n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) R: R(n)

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

1

 

 

 

1 1

1 0

 

g

2

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

1 0

 

3

 

 

 

 

 

 

R

 

1 0

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0 1

 

 

4

g

4

G0 X ,

ормаршрут

x0 , xn

путь

контур

простой

путь

длина

пути

Маршруты на графах

x0u1x1u2 xn 1un xn

последовательность

вершин и ребер (дуг)

ui xi 1, xi

все ребра различны

все ребра различны

x0 xn

G X ,U

маршрут

x0 , xn

цепь

цикл

все вершины различны

простая

 

цепь

количество ребер цепи

длина

 

цепи 7

Связность орграфа

Орграф

G0

X ,

x, y X

x

сильно связный, если

 

 

G0

X ,

 

y

Орграф

 

x

односторонне связный, если

 

 

X ,

x, y X

 

Орграф

G0

 

y

слабо связный, если

его основание –

 

связный неорграф.

Основание орграфа:

~

~yx

~

~yx

1)каждая одиночная дуга заменяется ребром,

2)каждая пара дуг заменяется ребром,

3) все петли стираются

8

Алгоритм Мальгранжа

Задача. Найти все сильные компоненты орграфа

k : 0;

 

G0 X ,

Цикл пока x X

 

k : k 1;

 

СКk : x ;

 

~

~ 1

\ x ;

S : x

x

Цикл

пока y S

 

 

СКk : СКk y ;

 

 

S : S \ y ;

конец цикл;

X : X \ CKk ;

конец цикл;

 

9

Вершинные базы орграфа

Множество вершин орграфа

G0

X ,

 

наименьшей

мощности, из которого достижимы все вершины, называется вершинной базой

 

2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

4

6

 

 

 

 

 

 

 

ВБ 1,6

ВБ2 2,6

ВБ

3

3,6

1

 

 

 

 

Любые две вершинные базы орграфа содержат одинаковое количество вершин

10