1 绘图基本概念

1.1 无向图和有向图

无向图:全部由无向边(没有箭头)构成的图称为无向图。
有向图:全部有有向边(有箭头)构成的图称为有向图。

1.2 出度和入度

出度和入度:以某一个点为基准,与之相关联的边中,以该点为起点的边的条数称为出度。反之,以该点为终点的边的条数称为入度。另外,一个边为自环边,起点和终点都为某个点自己,此时出度为一度,出度为一度,即一条自环边算两度。
度:一个点的入度和出度的总和成为该点的度。
如图:A点的出度是:3,入度为:2,总度数为5。
image.png

1.3 邻接矩阵

设无向图G=(V,E),其中顶点集V=v1,v2,…,vn,边集 E=e1,e2,…,em。
该图邻接矩阵为n×n的矩阵(n为顶点总数)。
矩阵的元素aij(第i行,第j列)表示顶点vi与顶点vj之间的边总数,所得矩阵A=A(G)=(aij)n×n为图G的邻接矩阵。邻接矩阵可以描述有向图和无向图。
如图:
image.png
所得的邻接矩阵为:
image.png
邻接矩阵的存储特点:
(a)无向图的邻接矩阵一定是一个对称矩阵,有向图不一定是。
(b)邻接矩阵所需的存储空间值域只与顶点数有关系
(c)用邻接矩阵存储图,容易判断两个点之间是否有边。
(d)如果一个有向图的邻接矩阵为三角矩阵(主对角线为0),则它的拓扑排序一定存在。
(e)小技巧:
无向图:邻接矩阵的第i行或者第i列的非零元素的个数正好是第i个顶点Vi的度;
有向图:邻接矩阵的第i行的非零元素个数正好是第i个顶点Vi的出度,第i列非零元素的个数正好是第i个顶点Vi的入度。

1.4 关联矩阵

设任意图G=(V,E),其中顶点集V=v1,v2,…,vm,边集E=e1,e2,…,en。
该图的关联矩阵为m×n的矩阵(m为顶点总数,n为边总数)。
矩阵的元素aij(第i行,第j列)表示顶点vi与边ej关联的关系,可能取值为0,1,-1,称所得矩阵M(G)=(mij)m×n为图G的关联矩阵。
aij取值说明:
0:表示vi与ej没有关系。
1:表示vi是ej的起点。
-1:表示vi是ej的终点。
如图:
image.png
得到的关联矩阵为:
image.png

1.5 连通图和连通分量

连通图:无向图中,若从顶点u到顶点v有路径,称为u,v是连通的。若图中任意两个顶点均是连通的,则称为连通图。
连通分量:无向图中极大连通子图称为连通分量,也就是一个图中有多块图,每一块连通着就是一个连通分量。
比如下图,两个图没有连通,这个图是非连通图,但是两个子图是连通的,这两个子图称为连通分量。
image.png

1.6 强连通图和强连通分量

强连通图:有向图中,若从顶点u到顶点v有路径,称为u,v是连通的。若图中任意两个顶点均是连通的,则称为强连通图。
强连通分量:有向图的极大强连通子图称为G的强连通分量。也就是一个图中有多块图,每一块连通着就是一个强连通分量。
特点:强连通图只有强连通分量(本身),非强连通图有多个强连通分量。
如下图,图中的G1不是强连通图,因为v3到v2没有路径,但它有两个强连通分量:
image.png
参考:关于有向图、无向图、邻接矩阵、关联矩阵、连通分量的概念详见以下两篇博客:
https://blog.csdn.net/weixin_42662955/article/details/89286893
https://blog.csdn.net/weixin_30569153/article/details/99390963

1.7 网络

权:表示两点之间具有意义的数字。
网络:带权的图就叫做网络图。