圖論術語

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圖論中有許多專有名詞,此處總結了一些名詞的一般意義和用法。

基本術語 編輯

一個(一般記作 )由兩類元素構成,分別稱為「頂點」(或節點、結點)和「」。每條邊有兩個頂點作為其端點,我們稱這條邊「連接」了它的兩個端點。因此,邊可定義為由兩個頂點構成的集合(在有向圖中為有序對,見下文「方向」一節)。

圖也可以用其他模型來表示,如定義在頂點集合上的二元布爾函數,或者方形(0,1)-矩陣

頂點或邊上有標號的圖稱為有標號的,否則為無標號的。它們的區別在於,無標號的圖並沒有為頂點或邊指定一個特定的順序。

圖的標號一般指按某一規則為圖的頂點或邊指定一個標號。標號通常是自然數,且一般互不相同。

 
一個有標號的簡單圖,點集V = {1, 2, 3, 4, 5, 6},邊集E = {{1,2}, {1,5}, {2,3}, {2,5}, {3,4}, {4,5}, {4,6}}。

一個超邊是允許連接任意多個(可以多於兩個)頂點的「」。含有超邊的「圖」稱為超圖。邊可視為恰連接兩個頂點的超邊,因此圖可視為一種特殊的超圖。

空圖禿圖是沒有邊的圖。

如果一個圖有無窮多的頂點和/或邊,則稱其為無窮的,否則為有窮的。如果一個圖是無窮的,但每個頂點的度(見下)是有限的,則稱為局部有窮的。一般假定「圖」指有窮圖。

兩個圖  ,如果存在  之間的一一對應,使得圖 中兩個頂點相連若且唯若它們在圖 中的對應頂點相連,則稱圖   同構,記作 。類似地,如果僅僅是  的映射而不一定是一一對應,則稱此映射是  同態

彼得森圖 編輯

圖論中最有名圖之一。

編輯

一條一般表示為連接其兩個端點的曲線。以兩個頂點  為端點的邊一般記作   。一條邊連接兩個頂點uv時,稱uv相鄰。圖 的邊集一般記作 ,當不發生混淆時可簡記為 

補圖 編輯

 補圖 是這樣一的圖,它的點集與 相同,而每條邊 存在於 中若且唯若它不存在於 中。

頂點 編輯

一個頂點一般表示為一個點或小圓圈。一個圖 頂點集(點集)一般記作 ,當不發生混淆時可簡記為 。圖 為其頂點數目,亦即| |。

編輯

若兩個點之間有一條邊,則這兩個點相鄰。關聯一個點 的邊的條數稱為是 度數(degree)或價(valency)。特別的,若 不是多重圖時,它等於這一點的鄰點個數。

一個頂點被稱作孤立頂點,當它的度數為 

 最小度記為 

 最大度記為 

 平均度記為 

 k-正則,當 的所有頂點都有相同的頂點度k。特別的,3-正則圖被稱作立方圖

獨立集 編輯

一個圖的獨立集是圖中一些兩兩不相鄰的頂點所形成的集合。

二分圖 編輯

G是二分圖若且唯若它的點集V能被劃分成兩塊XY,使得對於G中的任意一條邊,它有一個端點屬於X而另一個端點屬於Y

哈密爾頓圖 編輯

編輯

環(圖論)

編輯

距離 編輯

距離是兩個頂點之間經過最短路徑的邊的數目,通常用 表示。

頂點 偏心率(eccentricity),用來表示連接圖 中的頂點 到圖 中其它頂點之間的最大距離,用符號 表示。

圖的直徑(diameter),表示取遍圖的所有頂點,得到的偏心率的最大值,記作 。相對於直徑的一個概念是圖的半徑(radius),表示圖的所有點的偏心率的最小值,記作 。這兩者間的關係是: 

柯尼斯堡七橋問題 編輯

圖論中著名的問題。

立方圖 編輯

連通圖/連通性 編輯

 連通的,如果非空圖 的任意兩個頂點之間均有一條路相連。

 k-連通的,如果非空圖 的任意兩個頂點之間都有 條獨立路相連。k-連通的的另外一個定義是:若 ,且對任意滿足 的子集 均有 是連通的,則稱 k-連通的。由門格爾定理,易知這兩個定義是等價的。通過k-連通的概念,定義使得 k-連通的最大整數 稱作 連通度

類似的,還可以引入k-邊連通的概念:稱一個 的圖 k-邊連通的,如果對任意一個滿足 的邊的集合  均是連通的。同樣, 邊連通度是使得 k-邊連通的最大整數。

旅行推銷員問題 編輯

計算機科學中最有名的問題之一。

歐拉路徑 編輯

一筆畫問題、也看哈密爾頓環。

匹配 編輯

平面圖 編輯

庫拉托夫斯基定理描述了有點平面圖。有名的歐拉公式也說:V-E+F=2. 這是歐拉示性數

嵌入 編輯

強連通分量 編輯

編輯

路徑 編輯

路徑(walk),又譯作途徑。一個長度為 的路徑是一個非空的頂點和邊的交錯序列 ,使得對於所有 均有 。特別的,當 時,稱這個路徑是閉的(closed);當路徑中的頂點互不相同,得到 的一條路。[1]

編輯

 
有標號的樹,有6個頂點和5條

連通無圈圖稱為,一般記為T。其中,度數為1的頂點稱為葉子,否則稱為內點。有時我們會從樹中選出一個頂點作為特殊頂點,稱之為以示區分,此時稱此樹為有根樹。有根樹常作為有向無環圖來處理。

T的連通子圖稱為T子樹

樹也是一個團的森林。

森林 編輯

無環(不一定連通)圖稱為森林,森林F的子圖稱為F的子森林。

如果圖G的一個生成子圖是樹,則稱該子圖為生成樹

是僅有一個頂點不是葉子的樹。星也可以表示為完全二分圖K1,n

縮圖 編輯

隨機圖 編輯

編輯

 
完全圖K5

圖中的是由圖中兩兩相鄰的頂點構成的集合。

Utility graph 編輯

完全圖 編輯

完全圖是所有頂點兩兩相鄰的圖。n完全圖,記作Kn。如圖所示為K5n階完全圖有n(n-1)/2條邊。

網絡流 編輯

重要的計算機科學最優化理論、與算法學的題目。也看最大流最小割定理

圍長 編輯

圍長定義為圖所包含的最短長,也被稱為"girth"。

線圖 編輯

相鄰 編輯

兩頂點相鄰,意思是之間有一條邊。

葉子 編輯

看以上的樹術語。

正則圖 編輯

自環 編輯

一個自環是兩個端點為同一頂點的邊。如果有多於一條邊連接同一對頂點,則它們均被稱為重邊。一個圖的重數是重複次數最多的邊的重複次數。如果一個圖不含自環或重邊,則稱為簡單圖。多數情況下,如無特殊說明,可以假定「圖」總是指簡單圖。

着色 編輯

圖着色問題包含四色定理,數學中最有名的問題之一。現代的證明用電腦、文章很長。

子圖 編輯

兩個圖GH,如果V(H)V(G)子集E(H)E(G)的子集(當然,E(H)中只能包含將V(H)中的頂點相連的邊)則稱HG子圖。如果圖GH不相等,即V(H)V(G)真子集E(H)E(G)的真子集,則稱HG真子圖。如果HG的子圖或者存在一個G的子圖與H同構,則稱G包含H

如果圖G的子圖H滿足V(H)=V(G),即圖H包含圖G的所有頂點,則稱HG支撐子圖生成子圖

如果圖G的子圖H滿足邊(u,v)在圖H中若且唯若邊(u,v)在圖G中,即圖H包含了圖G中所有兩個端點都在V(H)中的邊,則稱HG導出子圖

對於圖的某個性質而言,如果圖G具有此性質而G的任一真子圖都不具有此性質,則稱G是具有該性質的極小圖。類似地,如果圖G具有此性質而任一以G為真子圖的圖都不具有此性質,則稱G是具有該性質的極大圖

最短路問題 編輯

重要的計算機科學、與算法學的題目。也看Dijkstra算法Kruskal算法、等。

定理術語 編輯

圖的方向 編輯

有向無環圖 編輯

代數圖論 編輯

代數圖論

不變量 編輯

虧格(幾何拓撲 編輯

看以上的平面圖

譜圖論 編輯

參考來源 編輯

  1. ^ R.Diestel. 图论 第四版. 高等教育出版社. : 10. 

參見 編輯