67598

Теория графов

Лекция

Математика и математический анализ

Понятия смежности инцидентности степени опр Если x={vw} ребро то v и w концы ребра x. опр Если x=vw дуга орграфа то v начало w конец дуги. опр Если вершина v является концом ребра x неориентированного графа началом или концом дуги x орграфа то v и x называются инцидентными.

Русский

2014-09-12

107.5 KB

2 чел.

Лекция №7

Теория графов

Рассмотрим чертеж вида

Обозначения и определения

V – множество точек – вершины;

X – множество линий – ребра;

Графом называется совокупность множеств вершин и ребер.

v - номер вершины;

{v,w} – обозначение ребра;

{v,v} – петли;

Одинаковые пары - параллельные или кратные ребра;

Кратностью ребер называют количество одинаковых пар.

Пример:             кратность = 3.

Если в графе есть петли и/или кратные ребра, то такой граф называют псевдографом.

Псевдограф без петель называется мультиграфом.

Мультиграф в котором ни одна пара не встречается более одного раза называется графом.

Если пары (v,w) являются упорядоченными, граф называется ориентированным (орграфом).

Ребра ориентированного графа называются дугами.

В неориентированном графе ребра обозначаются неупорядоченной парой - {v,w}.

В ориентированном графе дуги обозначаются упорядоченной парой - (v,w).

G, G0 - неориентированный граф, D, D0 – ориентированный.

Обозначают v,w  - вершины, x,y,z – дуги и ребра.

Пример

1) V={v1, v2, v3, v4},

X={x1=(v1,v2), x2=(v1,v2), x3=(v2,v2), x4=(v2,v3)}.

           

2) V={v1, v2, v3, v4, v5},

X={x1={v1,v2}, x2={v2,v3}, x3={v2,v4}, x4={v3,v4}}.

Понятия смежности, инцидентности, степени

опр || Если x={v,w} - ребро, то v и w - концы ребра x.

опр || Если x=(v,w) - дуга орграфа, то v - начало, w – конец дуги.

опр || Если вершина v является концом ребра x неориентированного графа (началом или концом дуги x орграфа), то v и x называются инцидентными.

опр || Вершины v, w называются смежными, если {v,w}X.

опр || Степенью вершины v графа G называется число (v) ребер графа G, инцидентных вершине v.

опр || Вершина графа, имеющая степень 0 называется изолированной, а степень 1 – висячей

замеч || В неориентированном псевдографе вклад каждой петли инцидентной вершине v в степень вершины v равен 2.

опр || Полустепенью исхода (захода) вершины v орграфа D называется число +(v) ((v)) дуг орграфа D, исходящих из v (заходящих в v).

Замечание || в случае ориентированного псевдографа вклад каждой петли инцидентной вершине v равен 1 как в +(v), так и в (v).

Обозначение: n(G), n(D) количество вершин графа, m(G) - количество ребер, m(D) - количество дуг.

Утверждение. Для каждого псевдографа G выполняется равенство

.

Для каждого ориентированного псевдографа

Изоморфизм, гомеоморфизм.

опр || Графы G1=(V1,X1), G2=(V2,X2) называются изоморфными, если  биективное (взаимно однозначное) отображение : V1V2, сохраняющее смежность, т.е.

{v,w}X1  {(v), (w)}X2 .

опр || Орграфы D1=(V1,X1) и D2=(V2,X2) называются изоморфными, если  биективное отображение : V1V2, такое, что

(v,w)X1  ((v), (w))X2 .

Замечание || Изоморфные графы и орграфы отличаются лишь обозначением вершин.

Свойства изоморфных графов:

1) Если  изоморфны и : V1V2 биективное отображение, сохраняющее смежность то:

а) vV1 (v)=((v)),

б)  - количество вершин,

- количество дуг.

Аналогично, если  изоморфны и : V1V2 биективное отображение, сохраняющее смежность то выполняется

а) vV1 +(v)=+((v)), (v)=((v))

б)

Замечание ||

Для псевдографов и мультиграфов нужно сохранять кратность ребер или дуг

Примеры

         

Два графа изоморфны

  не изоморфный первым двум, так как нет ребра между крайними вершинами.

Утверждение. Изоморфизм графов (орграфов) является отношением эквивалентности на множестве графов (орграфов).

опр || Операцией подразбиения дуги (u,v) в орграфе D=(V,X) называется операция, которая состоит в удалении из X дуги (u,v), добавлении к V новой вершины w и добавлении к X\{(u,v)}, двух дуг (u,w) и (w,v).

Аналогично для ребер графа.

опр || Орграф D2 называется подразбиением орграфа D1 если D2 получается из D1 путем последовательного применения операции подразбиения дуг.

Пример.

            

опр || Орграфы  (графы ) называются гомеоморфными, если  их подразбиения, которые являются изоморфными.

Определение. Если степени всех вершин графа = k, то граф наз. регулярным степени k.  (см. рис. выше).

Граф, состоящий из 1 вершины, называется тривиальным.

Двудольным называется граф G(V,X), такой, что множество вершин V разбито на 2 подмножества V1 и V2 (V1V2=V, V1V2=), причем каждое ребро инцидентно вершине из V1 и V2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20606. Абонентские терминалы СПРС и ПСС 360.5 KB
  В верхней части аппарата обычно располагаются световой индикатор светодиод отображающий режим работы режим ожидания вызов включено и источник звукового сигнала звонок. При получении вызова о чем абонент оповещается звуковым сигналом звонком он манипулирует теми же клавишами. Во всех аппаратах на дисплее отображаются уровень принимаемого сигнала и степень разряда аккумуляторной батареи в большинстве из них имеется подсветка дисплея и клавиатуры. К стационарному аппарату обычно бывает возможно подключить телефонный аппарат...
20607. Методы формирования речевых сигналов в слуховой системе 103 KB
  В некоторых восточных языках например в китайском изменение частоты основного тона важный информативный параметр речи. Звуки речи в которых присутствует основной тон называются вокализованными. Темп характеризует скорость речи количество слов произнесённых в определённый временной промежуток. Темп речи в норме по своим временным и пространственным характеристикам соответствует органическим темповым и ритмическим параметрам присущим речевому и зрительному потоку информации человека.
20608. Слуховое восприятие речевых сигналов и оценка качества их звучания 335.5 KB
  Как правило слуховое восприятие речи у пожилых людей нарушается в большей степени чем чистых тонов. Среди существующих методов не утратили своего значения камертональные опыты или пробы и установление восприятия разговорной и шепотной речи. Наиболее распространенными способами оценки слуха в диагностики тугоухости являются измерение порогов слышимости чистых тонов и разборчивость записанной на ленте магнитофона и воспроизводимой через аудиометр речи определенной интенсивности см. являются гиперакузия заключающаяся в повышенной...
20609. Простой генератор кода 37 KB
  Данные вычисленные результаты находятся в регистрах как можно дальше и перенос их в память осуществляется только при необходимости использовать этот регистр. a:= bc b в регистр Ri c в регистр Rj. 2 b в регистр Ri c в памяти ADD Ri с.
20610. Распределение и назначение регистров. Счетчики использования регистров 52.5 KB
  Пример: Переменная Регистр b R0 d R1 a R2 e R3 B0: MOV R0b MOV R1d MOV R2a MOV R3e B1: MOV R2 R0 ADD R2c SUB R1 R0 MOV R3 R2 ADD R3f B2: SUB R2 R1 MOV f R2 B3: MOV R0 R1 ADD R0f MOV R3 R2 SUB R3c B4: MOV R0 R1 ADD R0c.
20611. Оптимизация базовых блоков c помощью дагов 88 KB
  1 t1:=4i t2:=a[t1] t3:=4i t4:=b[t3] t5:=t2t4 t6:=prodt5 prod:=t6 t7:=i1 i:=t7 i =20 goto1 Поочередно рассматривается каждая инструкция блока. e:=ab f:=ec g:=fd n:=ab i:=ic j:=ig = e:=ab f:=ec g:=fd i:=ic j:=ig Локальная оптимизация устранение лишних инструкций MOV R0a MOV a R0 устранение недостижимого кода if а = 1 goto L1 goto L2 L1: L2: = if а = 1 goto L2 goto L1 L1: goto L2 = goto L2 3.
20612. Использование динамического программирования при генерации кода 137.5 KB
  Пример: Пусть дана инструкция вида: add R1 R0 она может быть представлена в виде: R1:= R1 R0 Алгоритм динамического программирования разделяет задачу генерации оптимального кода для некоторого выражения на подзадачи генерации оптимального кода для подвыражений из которых состоит выражение Ei. Если E:=E1 E2 то генерация кода E разбивается на генерацию кода E1 и генерацию кода E2. Композиция получаемых элементов кода осуществляется в зависимости от типа вхождения подвыражений в основное выражение.
20613. Устранение общих подвыражений 92 KB
  2 Удаление бесполезного кода Допустим имеем следующую последовательность инструкций 3 Оптимизация циклов Пример 1: Пусть имеем цикл while i n2 Возможно модернизировать в следующую последовательность инструкций t:=n2 while i t Пример 2: while i t a:=b2 при условии что b не изменяется в теле цикла данную последовательность инструкций можно заменить на: a:=b2 while i t Метод перемещения кода заключается в выносе перед циклом выражений не изменяющихся в процессе его выполнения. 4 Переменные индукции и снижение стоимости 5 Оптимизация...
20614. Разработка компилятора 208.5 KB
  Параметры: S исходный язык I язык реализации компилятора на котором написан T целевой язык генерация кода для целевой машины Т. Если взять связку 3х компиляторов то получим еще один компилятор: Использование возможностей языка для компиляции его самого называется раскруткой. Кросскомпилятор LSN создан для нового языка Lна языке реализации S с генерацией кода для машины N.