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2023-08-21 19:33:45 +08:00
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@@ -10,31 +10,31 @@ G & = \{ V, E \} \newline
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如果将顶点看作节点,将边看作连接各个节点的引用(指针),我们就可以将图看作是一种从链表拓展而来的数据结构。如下图所示,**相较于线性关系(链表)和分治关系(树),网络关系(图)的自由度更高**,从而更为复杂。
![链表、树、图之间的关系](graph.assets/linkedlist_tree_graph.png)
那么,图与其他数据结构的关系是什么?如果我们把顶点看作节点,把边看作连接各个节点的指针,则可将图看作是一种从链表拓展而来的数据结构。**相较于线性关系(链表)和分治关系(树),网络关系(图)的自由度更高,从而更为复杂**。
## 图常见类型与术语
## 图常见类型
根据边是否具有方向,可分为「无向图 undirected graph」和「有向图 directed graph」。
根据边是否具有方向,可分为下图所示的「无向图 undirected graph」和「有向图 directed graph」。
- 在无向图中,边表示两顶点之间的“双向”连接关系,例如微信或 QQ 中的“好友关系”。
- 在有向图中,边具有方向性,即 $A \rightarrow B$ 和 $A \leftarrow B$ 两个方向的边是相互独立的,例如微博或抖音上的“关注”与“被关注”关系。
![有向图与无向图](graph.assets/directed_graph.png)
根据所有顶点是否连通,可分为「连通图 connected graph」和「非连通图 disconnected graph」。
根据所有顶点是否连通,可分为下图所示的「连通图 connected graph」和「非连通图 disconnected graph」。
- 对于连通图,从某个顶点出发,可以到达其余任意顶点。
- 对于非连通图,从某个顶点出发,至少有一个顶点无法到达。
![连通图与非连通图](graph.assets/connected_graph.png)
我们还可以为边添加“权重”变量,从而得到「有权图 weighted graph」。例如在王者荣耀等手游中,系统会根据共同游戏时间来计算玩家之间的“亲密度”,这种亲密度网络就可以用有权图来表示。
我们还可以为边添加“权重”变量,从而得到下图所示的「有权图 weighted graph」。例如在王者荣耀等手游中系统会根据共同游戏时间来计算玩家之间的“亲密度”这种亲密度网络就可以用有权图来表示。
![有权图与无权图](graph.assets/weighted_graph.png)
## 图常用术语
图的常用术语包括:
- 「邻接 adjacency」当两顶点之间存在边相连时称这两顶点“邻接”。在上图中顶点 1 的邻接顶点为顶点 2、3、5。
- 「路径 path」从顶点 A 到顶点 B 经过的边构成的序列被称为从 A 到 B 的“路径”。在上图中,边序列 1-5-2-4 是顶点 1 到顶点 4 的一条路径。
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## 图的表示
图的常用表示方包括“邻接矩阵”和“邻接表”。以下使用无向图进行举例。
图的常用表示方包括“邻接矩阵”和“邻接表”。以下使用无向图进行举例。
### 邻接矩阵
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### 邻接表
「邻接表 adjacency list」使用 $n$ 个链表来表示图,链表节点表示顶点。第 $i$ 条链表对应顶点 $i$ ,其中存储了该顶点的所有邻接顶点(即与该顶点相连的顶点)。
「邻接表 adjacency list」使用 $n$ 个链表来表示图,链表节点表示顶点。第 $i$ 条链表对应顶点 $i$ ,其中存储了该顶点的所有邻接顶点(即与该顶点相连的顶点)。下图展示了一个使用邻接表存储的图的示例。
![图的邻接表表示](graph.assets/adjacency_list.png)
@@ -72,7 +72,7 @@ $$
## 图常见应用
实际应用中,许多系统都可以用图来建模,相应的待求解问题也可以约化为图计算问题。
如下图所示,许多现实系统都可以用图来建模,相应的问题也可以约化为图计算问题。
<p align="center"> 表:现实生活中常见的图 </p>