基本概念
图
定义:一集元素和它们之间关系的二元组(V,E),其中集合V称为顶点集,集合E是V中元素组成的某些无序对的集合,称为边集,顶点的数目
图示
定义:点表示顶点,线段表示边,绘制出平面表示图。
术语
- 关联: 点是边的端点,则点和边在图中相关联。
- 相邻: 两个点有边相连,则点相邻;两个边至少有一个公共端点,则边相邻。
- 环边: 两个端点都重合的两个边。
- 重边: 给定顶点u、v。则图中连接u、v的两条或以上的边称为图中u、v的重边。
- 简单图: 无环边也无重边的图为简单图。
- 完全图: 所有点对之间都有边的图。
- 空图: 边集为空的图。
- 平凡图: 只有一个顶点的空图。
- 零图: 边集和点集都为空的图。(顶点集为空则边集肯定为空)。
- 顶点的度: 图中顶点关联的边数,记为
或 。 - 最大度:
。 - 最小度:
。 - 正则图: 各个顶点度都一样(设度为k)的图,称为k-正则图。
- 图的补图: 补图和原图的点集相同;补图和原图的边集互为补集(设完全图的边集为全集)。
lemma定理
图中各顶点度数之和是边数的两倍,即
推论:图中奇度顶点的数目一定是偶数。
子图
- 子图:对于图G和H,若
且 ,则H是G的子图,记为 。 - 生成子图:H是G的子图且
,则H是G的生成子图。 - 点导出子图:
,记为 。 - 边导出子图:
,记为 。 :从 中删除顶点 ,包括删除顶点的边,从而获得子图。 :从 中删除边 ,不删除顶点,从而获得子图。
路和圈
途径:图G中一个点边交替出现的序列 迹:边不重复的途径 路:顶点不重复的迹 闭途径:起点终点相同的途径 闭迹:边不重复的闭途径。 圈:中途点不重复的闭迹。
长度
途径的长度:边的数量 最短路的长度:即距离,两个点之间长度最小的路 奇圈:长度为奇数的圈 偶圈:长度为偶数的圈
二部图
定义:若G的顶点可以划分为两个非空子集X和Y,且单个子集内部没有边,则G为二部图。记为
完全二部图:若二部图G的两个子集为X和Y,且X的每个顶点和Y的每个顶点之间都有边,则G为完全二部图。
定理:一个图是二部图当且仅当它不含奇圈。
连通性
- 点连通:两个点间有路相同。
- 连通图:任意两顶点连通。
- 图的连通分支:把图的顶点划分为一系列非空子集,使得两顶点在同一个子集中当且仅当它们连通。通过这些子集得到的一系列点导出子图就是原图的一个个连通分支。连通分支的个数为连通分支数。
- 点的离心率e(v):点v到图上距离该点最远的点的距离
- 中心:离心率最小的点
- 半径rad(G):离心率的最小值
- 直径diam(G):离心率的最大值
定理:若图G(V,E)连通,则
图的同构
定义:在图
注:同构关系是一个等价关系(自反、对称、传递)。同构的判断属于NP问题。
图的运算
G的补图:
G和H的并:
G和H的和:仅当
G和H的联:
G和H的对称差:当