Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Элементы теории графов

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
637.48 Кб
Скачать

 

4

100

 

40.

6

01

 

 

2

001

 

 

 

 

00

 

6

11

0

41.

4

 

2

 

11

 

6

0100

 

4

010

 

 

 

1

0011

0111

00

100

110

001

101

0101 7

01000035

01 75

3

1001 75

41

 

 

1

 

0

 

6

001

 

 

1

 

43.

4

1

1

6

 

2

1

 

0

44.

4

1001

 

0

 

1

 

2

01

 

 

6

1101

45.

4

2

 

6

00

 

 

 

00

 

4

010

 

 

 

1

11001

11

01

011

10010

101

011

100

011

101

42

01

10

00

10

00

10

00

75

3

75

3

75

3

75

 

 

0

10

 

4

1

 

01

47.

6

 

01

2

 

 

6

010

 

 

1

 

4

 

48.

2

1000

001

 

 

00

 

6

110

 

011

 

4

1

000111

111

000

111

0

101

1

0

01 75

3

11 75

00 3

100 75

43

50.

51.

1.{1,2},

4 7

{1,7},

{4,9},

 

 

010

1101

 

01

 

 

 

 

 

 

 

11

 

00

0

 

010

 

 

 

 

 

 

6

00

1

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

0 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

1

 

111

5

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

010

111

 

00

3

 

 

 

 

00

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

11

 

 

 

 

 

 

6

 

 

1011

 

00

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

4

 

 

111

 

5

 

 

 

 

 

4

1100

 

 

10011

 

 

 

 

 

001

 

001

1000 5

 

 

 

 

6

 

 

11

 

 

 

11

 

 

 

 

 

Задача

 

 

7

 

 

 

{1,8},

 

 

 

 

{3,4},

{3,5},

{3,9},

{4,5},

{1,9},

{2,3},

{2,9},

{5,6}, {5,8}, {6,7}, {6,8}, {7,9}

 

 

 

 

 

 

 

44

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

4 549

4,95 6

{5,7},9

{6,8},1,10},{7,9},{8,9}{2,3},{8,10}{2,5}, {2,6},

1

3

{1,4},

{1,5},

{1,6},

{1,8},

{2,4},

{2,5},

3 6

{3,7},

{4,6}, {4,7}, {5,8}, {6,7}, {7,8}

1 4

{1,5},

{1,6},

{1,7},

{2,3},

{2,5},

{2,6},

3 6

{4,7},

{4,8}, {5,7}, {6,8}, {7,8}

{3,5},

1 3

{1,4},

{1,8},

{2,4},

{2,7},

{2,8},

5 8

{6,7},

{6,8}

{2,3},

{2,4},

{2,6},

{2,7},

1 3

{1,4},

{1,8},

5 7

{5,8},

{6,7}, {6,8}

{2,4},

{2,5},

{2,6},

1 3

{1,4},

{1,5},

{1,8},

3 8

{4,7},

{4,8}, {5,6}, {5,7}, {6,8}

{2,5},

1 3

{1,4},

{1,6},

{1,7},

{1,8},

{2,4},

3 8

{4,5},

{4,8}, {5,6}, {5,7}, {6,7}

{3,4},

1 3

{1,7},

{1,8},

{2,4},

{2,6},

{2,7},

5 7

{5,8},

{6,8}

{1,6},

{2,3},

{2,6},

{2,7},

1 2

{1,4},

{1,5},

4 7

{4,8},

{5,7}, {5,8}

{2,4},

{2,6},

{2,7},

1 5

{1,6},

{1,7},

{2,3},

4 7

{4,8},

{5,6}, {6,9}, {7,9}, {8,9}

{2,7},

1 3

{1,6},

{1,7},

{1,8},

{2,4},

{2,6},

4 7

{4,9},

{5,8}, {5,9}, {6,7}, {6,8}, {8,9}

1 2

{1,7},

{1,8},

{1,9},

{2,5},

{2,8},

{2,9},

4 5

{4,7},

{4,9}, {6,8}, {6,9}

 

 

1 3

{1,5}, {1,9}, {2,4}, {2,8}, {2,10}, {3,5},

{4,10}, {5,7}, {6,8}, {7,9}, {7,10}, {8,10}

45

{2,8}, {3,6}, {3,10},

{2,7}, {2,8}, {3,5}, {2,8}, {3,4}, {3,5}, {3,7}, {4,5}, {4,6}, {3,5}, {4,6}, {4,7}, {2,7}, {3,6}, {3,7}, {2,7}, {3,5}, {3,6}, {3,5}, {3,6}, {4,8}, {3,7}, {3,8}, {4,6}, {3,8}, {3,9}, {4,5}, {3,4}, {3,5}, {3,7}, {3,5}, {3,6}, {3,8}, {3,6}, {3,9}, {4,6},

18

17.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

3 847

{4,5},{4,6},

{4,6},{4,8},

{5,7}, {6,8},{5,8},{2,3},{7,8}{6,7},{2,4},{6,8}{2,6},

1

3

{1,5},

{1,6},

{1,7},

{2,4},

{2,5},

{2,8},

4 7

{6,8},

{7,8}

{1,8},

{2,4},

{2,5},

{2,7},

1

 

{1,6},

{1,7},

4 6

{4,8}, {5,8}, {6,7}

 

 

 

 

1

1,3},

{1,5}, {1,7}, {1,8}, {2,4}, {2,6}, {2,7},

3 7

{4,5}, {4,6}, {4,7}, {5,8}, {6,8}

 

{2,6},

1 3

{1,4},

{1,7},

{1,8},

{2,4},

{2,5},

4 5

{4,6}, {4,7}, {5,7}, {5,8}, {6,8}

 

{2,8},

1 3

{1,4},

{1,5},

{1,6},

{2,3},

{2,6},

5 7

{5,8}, {6,7}

{1,8},

{2,3},

{2,4},

{2,8},

1 2

{1,5},

{1,7},

4 6

{4,7}, {5,7}, {6,8}

{2,6},

{2,8},

{2,9},

1 3

{1,5},

{1,6},

{1,8},

4 5

{4,6}, {4,7}, {4,8}, {5,7}, {6,9}

 

{2,9},

1 3

{1,4},

{1,7},

{2,4},

{2,7},

{2,8},

4 5

{4,7}, {5,6}, {5,8}, {6,8}, {6,9}, {7,9}

1 3

{1,4},

{1,8},

{2,3},

{2,6},

{2,7},

{2,9},

4 6

{5,7},

{5,9}, {6,9}, {8,9}

{8,10}

 

4 9

{5,10}, {6,7},

7,9

 

1 2

 

1,6

{1,9}, {2,3}, {2,8},

2,

, {3,5},

1 3

{1,4},

{1,5},

{1,6},

{1,7},

{2,4},

{2,5},

3 5

{3,7}, {3,8}, {4,6}, {4,7}, {5,8}, {6,8}

1 3

{1,5},

{1,6},

{1,8},

{2,4},

{2,5},

{2,7},

{3,7}, {4,6}, {4,7}, {4,8}, {5,7}, {6,8}

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

{2,8},

{3,4},

{3,5},

{2,8},

{2,8},

{3,7},

{3,5},

{3,7},

{3,6},

{3,6},

{3,8},

{2,6},

{2,8},

{3,5},

{3,6},

{3,5},

{3,6},

{4,7},

{3,6},

{3,8},

{3,7},

{3,8},

{4,6},

{2,7},

{3,5},

{3,7},

{4,6},

{3,7},

{3,6},

{3,8},

{4,8},

{4,5},

{3,9},

{3,9},

{4,5},

{4,7},

{2,8},

{3,6},

32

31.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

514 736

3 8

1 3

3 7

1 3

5 7

1 5

4 8

1 3

4 6

1 4

4 7

1 4

4 9

1 6

4 9

1 2

3 8

1 2

1

4 5

4 7

{1,2},

4 5

{5,8}, {6,8}

{2,4},

{2,5},

{2,7},

{2,8},

{3,5},

{3,7},

{4,5},

{1,6},

{1,8},

{4,8}, {5,8}, {6,7}

{2,4},

{2,5},

{2,7},

{2,8},

{3,6},

{3,7},

{1,4},

{1,5},

{1,8},

{4,5}, {4,7}, {5,6}, {6,7}, {6,8}

{2,7},

{2,8},

{3,5},

{3,6},

{1,4},

{1,5},

{1,6},

{2,5},

{2,6},

{4,5}, {4,6}, {4,8}, {5,7}, {5,8}

{2,8},

{3,7},

{4,7},

{4,8},

{1,4},

{1,5},

{1,6},

{2,3},

{2,6},

{5,8}, {6,7}

{2,3},

{2,4},

{2,5},

{2,6},

{3,6},

{3,7},

{4,7},

{1,6},

{1,8},

{5,7}, {5,8}, {6,8}

{2,5},

{2,8},

{2,9},

{3,6},

{3,8},

{3,9},

{1,4},

{1,7},

{2,4},

{4,7}, {5,6}, {5,8}, {6,9}, {7,9}

{2,9},

{3,4},

{3,5},

{3,8},

{1,6},

{1,7},

{1,9},

{2,3},

{2,8},

{5,6}, {5,7}, {5,8}, {6,8}, {6,9}, {8,9}

{3,4},

{3,5},

{4,6},

{1,5},

{1,6},

{1,7},

{2,7},

{2,8},

{2,9},

{5,8}, {6,8}, {6,9}, {7,9}

 

 

 

 

 

1,7}, {1,8}, {2,6}, {2,7}, {2,8}, {3,4}, {3,6}, {3,9}, {3,10},

{4,10},

{5,8}, {5,9}, {5,10}, {7,8}

{2,7},

{2,8},

{3,4},

{3,7},

{1,5},

{1,6},

{1,8},

{2,3},

{2,6},

{4,5}, {4,6}, {4,7}, {5,6}, {5,7}, {5,8}

{3,4},

{3,7},

{3,8},

{1,5},

{1,6},

{1,8},

{2,3},

{2,7},

{2,8},

{4,6}, {4,7}, {5,6}, {5,7}, {6,8}

{3,5},

{3,7},

{3,8},

{4,6},

{1,6},

{1,7},

{2,6},

{2,7},

{2,8},

{4,8}, {5,6}

{1,8},

{2,4},

{2,6},

{2,8},

{3,5},

{3,6},

{3,7},

{1,6},

{1,7},

{4,7}, {5,8}, {6,8}

47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

3 84

{4,6},{4,5},{1,5},

{4,8},{4,7},{1,6},

{5,6},{2,3},{5,7},{6,7},{2,6},{6,8}{2,7},

{2,8},

{3,4},

{3,5},

46.

1

6

{1,7}, {1,8}, {2,6}, {2,7}, {2,8}, {3,5}, {3,6}, {3,8},

47.

4

{4,8}, {5,7}

 

{1,8},

{2,4},

{2,7},

{2,8},

{3,4},

{3,6},

1 4

{1,5},

{1,6},

 

48.

4 7

{5,6}, {5,7}, {6,7}

{2,4},

{2,6},

{2,8},

{3,7},

{3,8},

1 2

{1,3},

{1,5},

 

{1,6},

49.

4 9

{5,8}, {5,9}, {6,7}, {6,9}, {7,8}

 

 

{3,4},

{3,5},

{3,9},

1 2

{1,7},

{1,8},

 

{1,9},

{2,3},

{2,9},

50.

4 7

{4,9}, {5,6}, {5,8}, {6,7}, {6,8}, {7,9}

{3,6},

{3,7},

1 2

{1,3},

{1,4},

 

{1,6},

{2,5},

{2,9},

{3,4},

51.

4 9

{5,6}, {5,7}, {6,8}, {8,9}

 

2, , {3,5}, {3,8}, {4,6},

1 2

1,6

{1,9}, {2,3}, {2,8},

 

{4,9}, {5,7},

{5,10}, {6,7}, {7,9},

{8,10}

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Маршруты гра ах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность

 

; x

; : : : ; u

 

 

 

; x

 

(x

 

2 X; u

 

2 U);

 

 

 

[x

; u

; x

; u

n 1

n

i

i

 

 

 

1

1

2

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в которой чередуются вершины и ребра, и при этом

 

 

 

 

 

 

 

 

8i 2 1; n 1 u

i

= fx

; x

i+1

g;

 

 

 

 

называется маршрутом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

Чаще маршрут изображаåòñÿ ïîследовательностью вершин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[x

; x

 

; : : : ; x

n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для которой любые две соседние вершины смежны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{3,7},

{4,5},

{3,8},

{4,5},

{4,5},

{4,8},

{4,7},

либо как сумма длин ребер (при введении весов ребер, называемых

их длиной)

 

 

 

 

 

 

 

l( ) =

Xu2 l(u):

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый случай

 

жет быть включен во второй, если длину аждого

åáðà ïî

умолчанию

считать равной 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рут [x ; x ; x ; x ; x ; x ; x ; x не является цепью ребро fx ; x g по-

Цепь маршрут, в котором все ребра попарно различны. Так,

ìàðø-

1

2

 

3

4

 

5

3

2

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

вторяетс

дважды.

 

 

 

 

 

в которой нет

 

в яющих я вершин.

Простая

öåïü ýòî

 

 

 

 

Так, цепь [x ; x ; x ; x ; x ; x не является

ïðîñòîé.

 

 

 

Маршрут замкнутыйцепь,если первая вершина

маршрута совпадает с

последней.

 

1

2

 

3

4

2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цикл замкнутая цепь (нет повторяющихся ребе ).

 

 

Простой цикл ц кл, у которого все

 

 

 

 

 

 

ðазличны, кроме

ðà

 

 

 

, åñëè äëÿ

ëюбых д ух еговершины

существует

 

совпадающих

первой

è ïîñ

едней

вершинс язен,

.

то его можно разделить а

 

. Åñëè ãðà G íå

 

являетссоединяющаясобственным по

 

 

 

 

 

никакого другого связного подгра-

компонентысвязен

зности связные подгра ы, каждый из которыхцепь,í

а из G. Так, например,

äãðà îì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G(f1; 2; 3; 4; 5; 6; 7g; ff1; 2g; f1; 3g; f2; 3g; 2; 4g; f5; 6gg)

 

состоит из тр х компонент связности G (f5; 6gff5; 6gg); G (f7g; ;);

3 асстояние

между вершинами длина кратчайшей цепи, их свя-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

G (f1; 2; 3; 4g; ff1; 2g; f1; 3g; f2; 3g; f2; 4gg).

 

 

 

 

 

 

зывающей

 

 

 

 

 

(xi; xj) =

= min[x ;:::;xj

l( ):

 

 

 

 

Диаметр связного гра а расстояние между двумя наиболее уда-

ленными вершинами в гра е

 

 

 

 

 

 

; x

):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d(G) = max (x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi ;xj 2G

i

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ний от каждой из них до наиболее удаленной от нее вершины

 

 

 

 

r(G) = minx2X maxy2X (x; y):

 

 

 

Центр гра а множество вершин гра а, расстояние от каждой из

которых до наиболее удаленной вершины гра а равно радиусу гра а

 

C = fxj x 2 X;

max2X

(x; xi) = r(G)g:

 

Так, для гра а, изображенногî

 

 

 

 

 

i èñ. 10, r(G) = 2; C(G) = f1; 3; 4; 7g.

Оргра G(X; U) называетсориентированнаясвязным, если из любой его

вершины

В оргра е цепь [x ; : : : ; x , п

ходимая направлении

иента

öèè äóã ((x ; x

 

)

 

2 U (i 2 1; n 1)), называе

ся путем.

Простой

i

i+1

 

 

1

n

 

 

öåïü. Ê íòóð åñòü

ðî-

путь есть простая

 

 

 

 

ванный цикл, а простîé контур есть простой ориентированныйц кл.

x 2 X в любую его вершину y 2 X есть путь. При

 

ðãðà à

аналогичнымадиус центр оргра а. Если

оргра не

 

 

связностиобыкновенный

для обыкновенного

а образом вводятс

диаметр,

б ) является связным, то оргра азыв связен,етс лабо связным. Так,

полученный из него потерей

 

ции дуг (заменой дуг на

грарг , , изображенный на рис. 9, связ ый с диаметром 3, радиусом 2 и

отличающ йся

îò

предыдущего толькориенториентацией дуги между вер-

центром {3}. А ргра G(f1; 2; 3; 4g; f(1; 2); (1; 3); (1; 4); (2; 4); (4; 3)g),

шинами 1 и 3, не является связным,он слабо связный.

 

10 Задача о кратчайшем маршруте

 

 

Задача о кратчайшем маршруте для произвольных вершин a и b

связного гра а G ормулируется следующим

 

 

 

найти кратчайший маршрут [a; : : : ; b образом:l( ) = l(a; b).

Один из э ктивных алгоритм в нах ждения

 

 

ìàðø-

рута предложен Дейкстрой. В

ýòîì

àëãîритме длякратчайшегоаждой вершины

x вводятся 2 характеристики:

 

 

 

 

 

 

 

 

x расстояние от вершины a до x и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете Теория графов