图论 - 基本属性

图具有各种属性,这些属性可用于根据图的结构来表征图。这些属性以与图论领域相关的特定术语来定义。在本章中,我们将讨论所有图中常见的一些基本属性。

两个顶点之间的距离

它是顶点 U 和顶点 V 之间最短路径中的边数。如果有多条路径连接两个顶点,则最短路径被视为两个顶点之间的距离。

符号 - d(U,V)

从一个顶点到另一个顶点可以有任意数量的路径。其中,你只需要选择最短的一个。

示例

查看以下图表 −

两个顶点

这里,从顶点'd'到顶点'e'或简称'de'的距离为 1,因为它们之间有一条边。从顶点'd'到顶点'e'有很多路径 −

  • da, ab, be
  • df, fg, ge
  • de(它被视为顶点之间的距离)
  • df、fc、ca、ab、be
  • da、ac、cf、fg、ge

顶点的偏心率

顶点与所有其他顶点之间的最大距离被视为顶点的偏心率。

符号 - e(V)

从特定顶点到图中所有其他顶点的距离被取,在这些距离中,偏心率是距离中最大的。

示例

在上图中,"a"的偏心率为 3。

从"a"到"b"的距离为 1("ab"),

从"a"到'c' 为 1 ('ac'),

从 'a' 到 'd' 为 1 ('ad'),

从 'a' 到 'e' 为 2 ('ab'-'be') 或 ('ad'-'de'),

从 'a' 到 'f' 为 2 ('ac'-'cf') 或 ('ad'-'df'),

从 'a' 到 'g' 为 3 ('ac'-'cf'-'fg') 或 ('ad'-'df'-'fg')。

因此偏心率为 3,这是从顶点 'a' 到 'ag' 之间距离的最大值。

换句话说,

e(b) = 3

e(c) = 3

e(d) = 2

e(e) = 3

e(f) = 3

e(g) = 3

连通图的半径

所有顶点的最小偏心率被视为图 G 的半径。一个顶点到所有其他顶点之间所有最大距离中的最小值被视为图 G 的半径。

符号 − r(G)

从图中所有顶点的偏心率来看,连通图的半径是所有这些偏心率中的最小值。

示例

在上图中,r(G) = 2,这是"d"的最小偏心率。

图的直径

所有顶点的最大偏心率被视为图 G 的直径。一个顶点到所有其他顶点之间所有距离中的最大值被视为图 G 的直径。

符号 − d(G) − 从图中所有顶点的偏心率来看,连通图的直径是所有偏心率中的最大值。

示例

在上图中,d(G) = 3;这是最大偏心率。

中心点

如果图的偏心率等于其半径,则它被称为图的中心点。如果

e(V) = r(V),

则"V"是图"G"的中心点。

示例

在示例图中,"d"是图的中心点。

e(d) = r(d) = 2

中心

"G"所有中心点的集合称为图的中心。

示例

在示例图中,{"d"} 是图的中心。

周长

"G"最长循环中的边数称为"G"的周长。

示例

在示例图中,周长为 6,这是我们从最长循环得出的a-c-f-g-e-b-a 或 a-c-f-d-e-b-a。

周长

"G"的最短循环中的边数称为其周长。

符号:g(G)。

示例 −在示例图中,图的周长为 4,我们从最短循环 a-c-f-d-a 或 d-f-g-e-d 或 a-b-e-d-a 得出该值。

顶点度数和定理

如果 G = (V, E) 是一个无向图,其顶点为 V = {V1, V2,…Vn},则

n Σ i=1 deg(Vi) = 2|E|

推论 1

如果 G = (V, E) 是一个有向图,其顶点为 V = {V1, V2,…Vn},则

n Σ i=1 deg+(Vi) = |E| = n Σ i=1 deg−(Vi)

推论2

在任何无向图中,奇数度的顶点数是偶数。

推论3

在无向图中,如果每个顶点的度为k,则

k|V| = 2|E|

推论4

在无向图中,如果每个顶点的度至少为k,则

k|V| ≤ 2|E|

|推论 5

在无向图中,如果每个顶点的度数最多为 k,则

k|V| ≥ 2|E|