离散数学_十章-图 ( 5 ):连通性 - 下

news2024/11/24 13:06:43

📷10.5 图的连通性

  • 4. 有向图的连通性
    • 4.1 强连通
    • 4.2 弱连通
    • 4.3 (有向图的)强连通分支
  • 5. 通路与同构
  • 6. 顶点间通路个数的计算

4. 有向图的连通性

根据是否考虑边的方向,在有向图中有两种连通性概念:

4.1 强连通

强连通的定义:若对于有向图中的任意顶点a和b,都有从 a 到 b 和从 b 到 a 的通路,则该图是强连通的。

4.2 弱连通

弱连通的定义:若在有向图的基本无向图中,任何两个顶点之间都有通路,则该有向图是弱连通的。

注:有向图的基本无向图指的是将原来的有向图去掉方向,得到的图即为这个有向图的基本无向图

4.3 (有向图的)强连通分支

有向图G的子图是强连通的,但不包含在更大的强连通子图中,即极大强连通子图,可称为G的强连通分支 强分支

注意:别忘了单独的一个点也是子图

5. 通路与同构

有多种方式可以利用通路和回路来帮助判定两个图是否同构。
特定长度简单回路的存在,就是一种可以用来证明两个图不同构的有用的不变量。

例题1:
判定图6所示的图G和图H是否是同构的。
在这里插入图片描述
🔴解:图G和图H 不是同构的

G和H都具有6个顶点和8条边。各自具有4个度为3的顶点和2个度为2的顶点。
所以对两个图来说,这3个不变量(顶点数、边数以及顶点度)都是相同的,但是H有长度为3的简单回路,即v1, v2, v6, v1而通过观察可以看到,G没有长度为3的简单回路(G中的所有简单回路的长度至少为4)

因为存在一条长度为3的简单回路是一个同构不变量,所以G和H是不同构的

例题2:
判定图7所示的图G和图H是否是同构的。
在这里插入图片描述

🔴解:图G和图H 是同构的

解G和H都具有5个顶点和6条边,都具有2个度为3的顶点和3个度为2的顶点,而且都具有1个长度为3的简单回路,1个长度为4的简单回路,以及1个长度为5的简单回路。因为所有这些同构不变量都是相同的,所以G和H可能是同构的。

6. 顶点间通路个数的计算

设G是一个图,该图的邻接矩阵A 相对于图中的顶点顺序v1, v2, … , vn (允许带有无向或有向边、带有多重边和环), 从 vi 到 vj 长度为 r 的不同通路的数目等于 Ar 的第 ( i, j) 项,其中 r 是正整数。

在这里插入图片描述求从m到n长度为n的通路的条数,即把邻接矩阵求n次方,再找到对应(m,n)处的数字即为所求

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