Глоссарий теории графов

Материал из testwiki
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Глоссарий Здесь собраны определения терминов из теории графов. Курсивом выделены ссылки на термины в этом словаре (на этой странице).

Шаблон:АБВ

А

Б

В

Шаблон:Якорь

Г

Д

  • Шаблон:ЯкорьДвойственный граф. Граф А называется двойственным к планарному графу В, если вершины графа А соответствуют граням графа В, и две вершины графа A соединены ребром тогда и только тогда, когда соответствующие грани графа B имеют хотя бы одно общее ребро.
  • Шаблон:ЯкорьДвудольный граф (или биграф, или чётный граф) — такой граф G(V,E), что множество вершин V разбито на два непересекающихся подмножества V1 и V2, причём всякое ребро E инцидентно вершине из V1 и вершине из V2 (то есть соединяет вершину из V1 с вершиной из V2). То есть правильная раскраска графа осуществляется двумя цветами. Множества V1 и V2 называются «долями» двудольного графа. Двудольный граф называется «полным», если любые две вершины из V1 и V2 являются смежными. Если |V1|=a, |V2|=b, то полный двудольный граф обозначается Ka,b.
  • Шаблон:ЯкорьДвусвязный граф — связный граф, в котором нет шарниров.
  • Шаблон:ЯкорьДерево — связный граф, не содержащий циклов.
  • Шаблон:ЯкорьДиаметр графа diam(G) — максимум расстояния между вершинами для всех пар вершин. Расстояние между вершинами — наименьшее число рёбер пути, соединяющего две вершины.
  • Шаблон:ЯкорьДлина маршрута — количество рёбер в маршруте (с повторениями). Если маршрут M=v0,e1,v1,e2,v2,...,ek,vk, то длина M равна k (обозначается |M|=k).
  • Шаблон:ЯкорьДлина пути — число дуг пути (или сумма длин его дуг, если последние заданы). Так для пути v1, v2, …, vn длина равна n-1.
  • Шаблон:ЯкорьДуга — ориентированное ребро.
  • Шаблон:ЯкорьДополнение графа — граф над тем же множеством вершин, что и исходный, но вершины соединены ребром тогда и только тогда, когда в исходном графе ребра нет.

Е

  • Шаблон:ЯкорьЕжевика неориентированного графа G — семейство связных подграфов графа G, касающихся друг друга.

З

И

  • Шаблон:ЯкорьИзолированная вершина — вершина, степень которой равна 0 (то есть нет рёбер, инцидентных ей).
  • Шаблон:ЯкорьИзоморфизм. Два графа называются изоморфными, если существует перестановка вершин, при которой они совпадают. Иначе говоря, два графа называются изоморфными, если существует взаимно-однозначное соответствие между их вершинами и рёбрами, которое сохраняет смежность и инцидентность (графы отличаются только названиями своих вершин).
  • Шаблон:ЯкорьИнвариант графа — числовая характеристика графа или их упорядоченный вектор, характеризующая структуру графа инвариантно относительно перенумерации вершин.
  • Шаблон:ЯкорьИнтервальный граф — граф, вершины которого могут быть взаимно однозначно поставлены в соответствие отрезкам на действительной оси таким образом, что две вершины инцидентны одному ребру тогда и только тогда, когда отрезки, соответствующие этим вершинам, пересекаются.
  • Шаблон:ЯкорьИнцидентность — понятие, используемое только в отношении ребра или дуги и вершины: если v1,v2 — вершины, а e=(v1,v2) — соединяющее их ребро, тогда вершина v1 и ребро e инцидентны, вершина v2 и ребро e тоже инцидентны. Две вершины (или два ребра) инцидентными быть не могут. Для обозначения ближайших вершин (рёбер) используется понятие смежности.

К

Л

  • Шаблон:ЯкорьЛама́нов граф с n вершинами — такой граф G, что, во-первых, для каждого k любой подграф графа G, содержащий k вершин, имеет не более, чем 2k −3 ребра и, во-вторых, граф G имеет ровно 2n −3 ребра.

М

  • Шаблон:ЯкорьМакси-код μmax — трудновычислимый полный инвариант графа, получаемый путём выписывания двоичных значений матрицы смежности в строчку с последующим переводом полученного двоичного числа в десятичную форму. Макси-коду соответствует такой порядок следования строк и столбцов, при котором полученное значение является максимально возможным.
  • Шаблон:ЯкорьМаксимальное паросочетание в графе. Паросочетание называется максимальным, если любое другое паросочетание содержит меньшее число рёбер.
  • Шаблон:ЯкорьМаршрут в графе — чередующаяся последовательность вершин и рёбер v0,e1,v1,e2,v2,...,ek,vk, в которой любые два соседних элемента инцидентны. Если v0=vk, то маршрут замкнут, иначе открыт.
  • Шаблон:ЯкорьМатрица достижимости орграфа — матрица, содержащая информацию о существовании путей между вершинами в орграфе.
  • Шаблон:ЯкорьМатрица инцидентности графа — матрица, значения элементов которой характеризуется инцидентностью соответствующих вершин графа (по вертикали) и его рёбер (по горизонтали). Для неориентированного графа элемент принимает значение 1, если соответствующие ему вершина и ребро инцидентны. Для ориентированного графа элемент принимает значение 1, если инцидентная вершина является началом ребра, значение -1, если инцидентная вершина является концом ребра; в остальных случаях (в том числе и для петель) значению элемента присваивается 0.
  • Шаблон:ЯкорьМатрица смежности графа — матрица, значения элементов которой характеризуются смежностью вершин графа. При этом значению элемента матрицы присваивается количество рёбер, которые соединяют соответствующие вершины (то есть которые инцидентны обеим вершинам).
  • Шаблон:ЯкорьМини-код μmin — трудновычислимый полный инвариант графа, получаемый путём выписывания двоичных значений матрицы смежности в строчку с последующим переводом полученного двоичного числа в десятичную форму. Мини-коду соответствует такой порядок следования строк и столбцов, при котором полученное значение является минимально возможным.
  • Шаблон:ЯкорьМинимальный каркас (или каркас минимального веса, минимальное остовное дерево) графа — ациклическое (не имеющее циклов) множество рёбер в связном, взвешенном и неориентированном графе, соединяющих между собой все вершины данного графа, при этом сумма весов всех рёбер в нём минимальна.
  • Шаблон:ЯкорьМножество смежности вершины v — множество вершин, смежных с вершиной v. Обозначается Γ+(v).
  • Шаблон:ЯкорьМинором графа называется граф, который можно получить из исходного путём удаления и стягивания дуг.
  • Шаблон:ЯкорьМост — ребро, удаление которого увеличивает количество компонент связности в графе.
  • Шаблон:ЯкорьМультиграф — граф, в котором может быть пара вершин, которая соединена более чем одним ребром (ненаправленным), либо более чем двумя дугами противоположных направлений.

Н

Шаблон:ЯкорьШаблон:Якорь

  • Нуль-граф (пустой граф) — граф без вершин.

О

  • Шаблон:ЯкорьОбхват — длина наименьшего цикла в графе.
  • Шаблон:ЯкорьОбъединение графов (помеченных графов G1=(X1,U1) и G2=(X2,U2)) — граф G1G2, множеством вершин которого является X1X2, а множеством рёбер — U=U1U2.
  • Шаблон:ЯкорьОкрестность порядка k — множество вершин на расстоянии k от заданной вершины v; иногда толкуется расширительно как множество вершин, отстоящих от v на расстоянии не больше k.
  • Шаблон:ЯкорьОкружение — множество вершин, смежных с заданной.
  • Шаблон:ЯкорьОрграф, ориентированный граф G = (V,E) есть пара множеств, где V — множество вершин (узлов), E — множество дуг (ориентированных рёбер). Дуга — упорядоченная пара вершин (v, w), где вершину v называют началом, а w — концом дуги. Можно сказать, что дуга v → w ведёт от вершины v к вершине w, при этом вершина w смежная с вершиной v.
  • Шаблон:ЯкорьОстовное дерево (остов) (неориентированного) связного графа G=(V,E) — всякий частичный граф S=(V,T), являющийся деревом.
  • Шаблон:ЯкорьОстовный подграф — подграф, содержащий все вершины.

П

Шаблон:Якорь

  • Пустой граф (нуль-граф) — граф без рёбер.
  • Шаблон:ЯкорьПуть — последовательность рёбер (в неориентированном графе) и/или дуг (в ориентированном графе), такая, что конец одной дуги (ребра) является началом другой дуги (ребра). Или последовательность вершин и дуг (рёбер), в которой каждый элемент инцидентен предыдущему и последующему[4]. Может рассматриваться как частный случай маршрута.
  • Шаблон:ЯкорьПуть в орграфе — последовательность вершин v1, v2, …, vn, для которой существуют дуги v1 → v2, v2 → v3, …, vn-1 → vn. Говорят, что этот путь начинается в вершине v1, проходит через вершины v2, v3, …, vn-1, и заканчивается в вершине vn.

Р

  • Шаблон:ЯкорьРадиус графа — минимальный из эксцентриситетов вершин связного графа; вершина, на которой достигается этот минимум, называется центральной вершиной.
  • Шаблон:ЯкорьРазбиение графа — представление исходного графа в виде множества подмножеств вершин по определённым правилам.
  • Шаблон:ЯкорьРазделяющая вершина — то же, что и шарнир и точка сочленения.
  • Шаблон:ЯкорьРазвёртка графа — функция, заданная на вершинах ориентированного графа.
  • Шаблон:ЯкорьРазмер графа — количество рёбер графа.
  • Шаблон:ЯкорьРазмеченный граф — граф, для которого задано множество меток S, функция разметки вершин f : A → S и функция разметки дуг g : R → S. Графически эти функции представляются надписыванием меток на вершинах и дугах. Множество меток может разделяться на два непересекающихся подмножества меток вершин и меток дуг.
  • Шаблон:ЯкорьРазрез — множество рёбер, удаление которого делает граф несвязным.
  • Шаблон:ЯкорьРамочный граф — граф, который можно нарисовать на плоскости таким способом, что любая ограниченная грань является четырёхугольником и любая вершина с тремя и менее соседями инцидентна неограниченной грани.[5]
  • Шаблон:ЯкорьРаскраска графа — разбиение вершин на множества (называемые цветами). Если при этом нет двух смежных вершин, принадлежащих одному и тому же множеству (то есть две смежные вершины всегда разного цвета), то такая раскраска называется правильной.
  • Расстояние между вершинами — длина кратчайшей цепи (в орграфе пути), соединяющей заданные вершины. Если такой цепи (пути) не существует, расстояние полагается равным бесконечности.
  • Шаблон:ЯкорьРёберное покрытие — множество рёбер графа такое, что каждая вершина инцидентна хотя бы одному ребру из этого множества.
  • Шаблон:ЯкорьРёберный граф неориентированного графа — это граф, представляющий соседство рёбер графа.
  • Шаблон:ЯкорьРебро — базовое понятие. Ребро соединяет две вершины графа.
  • Шаблон:ЯкорьРегулярный граф — граф, степени всех вершин которого равны. Степень регулярности является инвариантом графа и обозначается r(G). Для нерегулярных графов r(G) не определено. Регулярные графы представляют особую сложность для многих алгоритмов.
    • Регулярный граф степени 0 (вполне несвязный граф, пустой граф, нуль-граф) — граф без рёбер.

С

  • Шаблон:ЯкорьСамодвойственный граф — граф, изоморфный своему двойственному графу.
  • Шаблон:ЯкорьСверхстройное (звездообразное) дерево — дерево, в котором имеется единственная вершина степени больше 2.
  • Шаблон:ЯкорьСвязность. Две вершины в графе связаны, если существует соединяющая их (простая) цепь.
  • Шаблон:ЯкорьСвязный граф — граф, в котором все вершины связаны.
  • Шаблон:ЯкорьСечение графа — множество рёбер, удаление которых делит граф на два изолированных подграфа, один из которых, в частности, может быть тривиальным графом.
  • Шаблон:ЯкорьСеть — в принципе, то же, что и граф, хотя сетями обычно называют графы, вершины которых определённым образом помечены.
    • Ориентированная сеть — ориентированный граф, не содержащий контуров.
  • Шаблон:ЯкорьСильная связность. Две вершины в ориентированном графе сильно связаны, если существует путь из первой во вторую и из второй в первую.
  • Шаблон:ЯкорьСмежность — понятие, используемое в отношении только двух рёбер либо только двух вершин: Два ребра, инцидентные одной вершине, называются смежными; две вершины, инцидентные одному ребру, также называются смежными. (ср. Инцидентность.)
  • Шаблон:ЯкорьСмешанный граф — граф, содержащий как ориентированные, так и неориентированные рёбра.
  • Шаблон:ЯкорьСовершенное паросочетание — паросочетание, содержащее все вершины графа.
  • Шаблон:ЯкорьСоединением двух графов G1=(V1,E1) и G2=(V2,E2), не имеющих общих вершин, называется граф G1+G2=(V1V2,E1E2V1×V2V2×V1).[6]

Из определения видно, что соединение графов обладает свойствами коммутативности и ассоциативности

  • Шаблон:ЯкорьСпектр графа — множество всех собственных значений матрицы смежности с учётом кратных рёбер.
  • Шаблон:ЯкорьСтепень вершины — количество рёбер графа G, инцидентных вершине x. Обозначается d(x). Минимальная степень вершины графа G обозначается δ(G). а максимальная — Δ(G).
  • Шаблон:ЯкорьСтягивание ребра графа — замена концов ребра одной вершиной, соседями новой вершины становятся соседи этих концов. Граф G1 стягиваем к G2, если второй можно получить из первого последовательностью стягиваний рёбер.
  • Шаблон:ЯкорьСуграф (частичный граф) исходного графа — граф, содержащий все вершины исходного графа и подмножество его рёбер. (ср. Подграф.)
  • Шаблон:ЯкорьСуперграф — любой граф, содержащий исходный граф (то есть для которого исходный граф является подграфом)

Т

  • Шаблон:ЯкорьТета-граф — граф, состоящий из объединения трёх путей, не имеющих внутри общих вершин, у которых конечные вершины одни и те же[7]
  • Тета-граф множества точек евклидовой плоскости строится как система конусов, окружающих каждую вершину с добавлением ребра для каждого конуса к точке множества, проекция которой на центральную ось конуса минимальна.

У

  • Шаблон:ЯкорьУзел — то же, что и Вершина.
  • Шаблон:ЯкорьУкладка, или вложение графа: граф укладывается на некоторой поверхности, если его можно нарисовать на этой поверхности так, чтобы рёбра графа при этом не пересекались. (См. Планарный граф, Плоский граф.)
  • Шаблон:ЯкорьУкрытие — определённый тип функции на множествах вершин неориентированного графа. Если укрытие существует, его может использовать беглец чтобы выиграть игру преследования-уклонения на графе путём использования этой функции на каждом шаге игры для определения безопасных множеств вершин, куда можно перейти.
  • Шаблон:ЯкорьУпорядоченный граф — граф, в котором рёбра, выходящие из каждой вершины, однозначно пронумерованы, начиная с 1. Рёбра считаются упорядоченными в порядке возрастания номеров. При графическом представлении часто рёбра считаются упорядоченными в порядке некоторого стандартного обхода (например, против часовой стрелки).

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Э

  • [[Эйлеров граф|Шаблон:ЯкорьЭйлеров граф]] — граф, в котором существует цикл, содержащий все рёбра графа по одному разу (вершины могут повторяться).
  • Шаблон:ЯкорьЭйлерова цепь (или эйлеров цикл) — цепь (цикл), которая содержит все рёбра графа (вершины могут повторяться).
  • Шаблон:ЯкорьЭксцентриситет вершины — максимальное из всех минимальных расстояний от других вершин до данной вершины.
  • Шаблон:ЯкорьЭлементарный путь — путь, вершины которого, за исключением, быть может, первой и последней, различны. Другими словами, простой путь не проходит дважды через одну вершину, но может начаться и закончиться в одной и той же вершине, в таком случае он называется циклом (элементарным циклом).
  • Шаблон:ЯкорьЭлементарным стягиванием называется такая процедура: берём ребро (вместе с инцидентными ему вершинами, например, u и v) и «стягиваем» его, то есть удаляем ребро и отождествляем вершины u и v. Полученная при этом вершина инцидентна тем рёбрам (отличным от удалённого и друг друга), которым первоначально были инцидентны u или v.
  • Шаблон:ЯкорьЭнергия графа — сумма абсолютных величин собственных значений матрицы смежности графа.

Ссылки

Шаблон:Примечания

Литература

  • Дистель Р. Теория графов Пер. с англ. − Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 2002. − 336 c.
  • Шаблон:Книга
  1. Дистель Р. Теория графов Пер. с англ. — Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 2002. — С. 17.
  2. Харари Ф. Теория графов. — М.: Мир, 1972. — С. 41.
  3. Дистель Р. Теория графов Пер. с англ. — Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 2002. — С. 16.
  4. 4,0 4,1 Кузнецов О. П., Адельсон-Вельский Г. М. / Дискретная математика для инженера. / М.: Энергия, 1980—344 с., ил. Стр. 120—122
  5. Шаблон:Статья
  6. Шаблон:Статья
  7. Шаблон:Книга
  8. Шаблон:Статья.