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每周学点大数据 | No.14 图论基础回顾

图的例子 比如在上面的图G(V,E)中: V={A,B,C,D,E} E={(A,E),(A,D),(A,C),(B,E),(B,D),(B,C),(D,C),(D,E)} 整体上图可以分为两种:有向图和无向图...如果从一个顶点u到另一个顶点v中间途经数个顶点w1,w2,w3,…,并且这些顶点之间的边都存在的话,我们称是一条路径。 小可:嗯,这在现实中也是非常普遍存在的。...王:我们定义路径的长度,为途经的边的个数。如果中间的那些顶点w1,w2,w3,…没有重复的,我们称之为简单路径。如果u和v是同一个顶点,并且至少经过一条边的话,我们称这条路径是一个回路。...小可若有所思,说:如果u本身有一条边指向自己,就是有一个圈,这样也是回路吗? Mr. 王:虽然没有经过任何一个其他顶点,但是中间经过了一条边,它也是一条回路。...相应的,如果回路中没有出现重复的顶点,这就是一条简单回路。 Mr. 王:另外,在无向图中,如果每两个顶点之间都有一条路径,我们称它是连通图。 小可:这样每个顶点就都连在一起了,整个图是连通的。

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基础算法 | 关于图论中最小生成树(Minimum Spanning Tree)那些不可告人的秘密

②对所有u∈U,v∈(V – U)(其中u,v表示顶点)的边(u,v)中,找一条权值最小的边(u’,v’),将这条边加入到集合T中,将顶点v’加入集合U中。...U={a,b,c,d} ,V={e },T={b>, b,c>,} ? ⑸最后集合U和V中相关联的权值最小的边是e>,于是将e加入U。...这里简单提一提连通分量 在无向图中,如果从顶点vi到顶点vj有路径,则称vi和vj连通。如果图中任意两个顶点之间都连通,则称该图为连通图,否则,将其中较大的连通子图称为连通分量。...在有向图中,如果对于每一对顶点vi和vj,从vi到vj和从vj到vi都有路径,则称该图为强连通图;否则,将其中的极大连通子图称为强连通分量。...我们选边的标准是这样的:若边上的两个顶点从属于两个不同的连通分量,则此边可取,否则考察下一条权值最小的边。 于是问题又来了,如何判断两个顶点是否属于同一个连通分量呢?这个可以参照并查集的做法解决。

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    图的定义与术语的详细总结

    2.4 有向图:图中任意两个顶点之间的边都是有向边,则称图为有向图。 如下图所示: 从A到B的边就是有向边(弧),A是弧尾 B是弧头。B>表示弧。...通过以上面的图,我们可以不难发现各个顶点的度之和=所以边数之和*2 3.2 对于有向图G=(v,{E}),如果弧属于E,则称则顶点v邻接到顶点v1,顶点v1邻接自顶点v。...连通图的基本概念 4.1连通图:在无向图中,如果从顶点v到顶点v1有路径,则称为v和v1是连通的。如果图中任意两个顶点vi,vj 属于E,vi和vj都是连通的。则称图G是连通图。...V,vi不等于vj,从vi到vj和从vj到vi都存在路径,则G是强连通图....有向图的极大强连通子图称为有向图的强连通分量。 上面这个图就不是强连通图,因为在A和D之间,D到A就没有路径。 此图就是强连通图,它是上一个图的极大强连通子图,即是它的强连通分量。

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    普林斯顿算法讲义(三)

    对于每个子句 x + y,从 y’到 x 和从 x’到 y 包括边缘。声明:如果没有变量 x 与其否定 x’在同一个强连通分量中,则公式是可满足的。...要了解如何做到这一点,请注意存在一条从 w 到 v 的有向路径 P,因为 v 和 w 在同一个强连通分量中。...在 G 中找到一个完美匹配;将匹配中的边从双分区的一侧定向到另一侧;将剩余的边定向到相反方向;在不在完美匹配中的边中,返回那些端点在不同强连通分量中的边。 有向图的传递闭包。...从一个顶点到另一个顶点可能有多条最低权重的路径;我们满足于找到其中任何一条。 并行边和自环可能存在。...计算从 s 到每个其他顶点的最短路径;计算从每个顶点到 t 的最短路径。对于每条边 e = (v, w),计算从 s 到 v 的最短路径长度和从 w 到 t 的最短路径长度的和。

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    数据结构:图

    连通、连通图、连通分量:在无向图中,若从顶点v到顶点w有路径存在,则称为v和w是连通的。若图G中任意两个顶点都是连通的,则称为图G为连通图,否则称为非连通图。无向图中的极大连通子图称为连通分量。...如果一个图有n个顶点,并且有小于n-1条边,则此图必是非连通图。 强连通图、强连通分量:在有向图中,若从顶点v到顶点w和从顶点w到顶点v之间都有路径,则称这两个顶点是强连通的。...若图中顶点数为n,则它的生成树含有n-1条边。对于生成树而言,若砍去它的一条边,则会变成非连通图,若加上一条边则会变成一个回路。在非连通图中,连通分量的生成树构成了非连通图的生成森林。...这意味着对于生成树来说,若砍去它的一条边,就会使生成树变成非连通图若给它增加一条边,就会形成图中的一条回路。 假设G=(V, E)是一个带权连通无向图,U是顶点集V的一个空子集。...每个顶点出现且只出现一次 若顶点A在序列中排在顶点B前面,则在图中不存从顶点B到顶点A的路径 或者定义为:拓扑排序是对有向无环图的顶点的一种排序,它使得如果存在一条从顶点A到顶点B的路径,那么在排序中顶点

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    【c++高阶DS】最小生成树

    01.最小生成树 连通图中的每一棵生成树,都是原图的一个极大无环子图,即:从其中删去任何一条边,生成树就不在连通;反之,在其中引入任何一条新边,都会形成一条回路,且这些边的权值之和最小 若连通图由n个顶点组成...贪心算法不是对所有的问题都能得到整体最优解 Kruskal算法 任给一个有n个顶点的连通网络N={V,E}, 首先构造一个由这n个顶点组成、不含任何边的图G={V,NULL},其中每个顶点自成一个连通分量..., 其次不断从E中取出权值最小的一条边(若有多条任取其一),若该边的两个顶点来自不同的连通分量,则将此边加入到G中。...核心:每次迭代时,选出一条具有最小权值,且两端点不在同一连通分量上的边,加入生成树 一个加权无向图:由顶点集 V 和边集 E 组成,边以 (u, v, w) 的形式表示,表示从 u...通过这一步,优先队列总是包含当前生成树 X 和未加入生成树的顶点 Y 之间的所有候选边。 4.

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    数据结构 第六章 图

    简单图:在图中,若不存在顶点到其自身的边,且同一条边不重复出现。 数据结构中讨论的都是简单图。...2.1.若被考察的边的两个顶点属于T的两个不同的连通分量,则将此边作为最小生成树的边加入到T中,同时把两个连通分量连接为一个连通分量; 2.2.若被考察边的两个顶点属于同一个连通分量,则舍去此边,以免造成回路...当一个结点n的parent==-1,树的根节点即为n) 如何将一条边所依附的两个顶点合并到同一个连通分量中 要进行联通分量的合并 ,其中一个顶点所在的树的根节点为vex1,另一个顶点所在的树的根节点为...下一条路径长度次短的最短路径的特点: 它只可能有两种情况: 或者是直接从源点到该点(只含一条边); 或者是从源点经过顶点v1(第一条最短路径所依附的顶点),再到达该顶点(由两条边组成)。...再下一条路径长度次短的最短路径的特点: 它可能有四种情况:或者是直接从源点到该点(只含一条边); 或者从源点经过顶点v1,再到达该顶点(由两条边组成);或者是从源点经过顶点v2,再到达该顶点(两条条边

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    数据结构的图存储结构

    由于图存储结构中顶点之间的关系是用线来表示的,因此 (V1,V2) 还可以用来表示无向图中连接 V1 和 V2 的线,又称为边;同样, 也可用来表示有向图中从 V1 到 V2 带方向的线,...路径和回路 无论是无向图还是有向图,从一个顶点到另一顶点途径的所有顶点组成的序列(包含这两个顶点),称为一条路径。如果路径中第一个顶点和最后一个顶点相同,则此路径称为"回路"(或"环")。...并且,若路径中各顶点都不重复,此路径又被称为"简单路径";同样,若回路中的顶点互不重复,此回路被称为"简单回路"(或简单环)。...拿图 1 来说,从 V1 存在一条路径还可以回到 V1,此路径为 {V1,V3,V4,V1},这是一个回路(环),而且还是一个简单回路(简单环)。 在有向图中,每条路径或回路都是有方向的。...强连通图 有向图中,若任意两个顶点 Vi 和 Vj,满足从 Vi 到 Vj 以及从 Vj 到 Vi 都连通,也就是都含有至少一条通路,则称此有向图为强连通图。如图 4 所示就是一个强连通图。

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    最小生成树算法:Kruskal 与 Prim算法

    最小生成树 连通图中的每一棵生成树,都是原图的一个极大无环子图,即:从其中删去任何一条边,生成树就不再连通;反之,在其中引入任何一条新边,都会形成一条回路。...Ⅱ、Kruskal算法 任给一个有 n 个顶点的连通网络 N={V,E}, 首先构造一个由这 n 个顶点组成、不含任何边的图 G={V,NULL},其中每个顶点自成一个连通分量, 其次不断从 E 中取出权值最小的一条边...( 若有多条任取其一 ) ,若该边的两个顶点来自不同的连通分量,则将此边加入到 G 中。...如此重复,直到所有顶点在同一个连通分量上为止。 核心:每次迭代时,选出一条具有最小权值,且两端点不在同一连通分量上的边,加入生成树。...但是贪心的方式和 Kruskal 完全不同。prim 算法的核心信仰是:从已知扩散寻找最小。它的实现方式和 Dijkstra算法相似但稍微有所区别,Dijkstra 是求单源最短路径。

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    【算法】关于图论中的最小生成树(Minimum Spanning Tree)详解

    ②对所有u∈U,v∈(V – U)(其中u,v表示顶点)的边(u,v)中,找一条权值最小的边(u’,v’),将这条边加入到集合T中,将顶点v’加入集合U中。...最终的图是这样的 [1240] 算法逻辑很容易理解,但用代码判断当前边是否会引起环的出现则很棘手。这里简单提一提连通分量 在无向图中,如果从顶点vi到顶点vj有路径,则称vi和vj连通。...在有向图中,如果对于每一对顶点vi和vj,从vi到vj和从vj到vi都有路径,则称该图为强连通图;否则,将其中的极大连通子图称为强连通分量。...我们选边的标准是这样的:若边上的两个顶点从属于两个不同的连通分量,则此边可取,否则考察下一条权值最小的边。 于是问题又来了,如何判断两个顶点是否属于同一个连通分量呢?这个可以参照并查集的做法解决。...它的思路是:如果两个顶点的根节点是一样的,则显然是属于同一个连通分量。这也同样暗示着:在加入新边时,要更新父节点。

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    PHP数据结构-图的概念和存储结构

    关于图的比较正式的官方定义是: 图(Graph)G 由两个集合 V 和 E 组成,记为 G=(V, E) ,其中 V 是顶点的有穷非空集合,E 是 V 中顶点的有穷集合,这些顶点偶对称为边。...对于 有向图 来说,虽说边是有方向的,当然我们也可以定义一个来回的方向,比如 和 ,在有向图中我们就要画上两个相反方向的箭头表示可以从1到2也可以从2到1。...(7) 路径和路径长度:从某一个顶点到另一个顶点所经过的所有顶点就是路径。如果是有向图,那么它的路径就是按照箭头的方向。...路径长度就是一条路径上经过的边或孤的数量 (8) 回路或环:第一个顶点和最后一个顶点相同的路径称为回路或环 (9) 连通、连通图和连通分量:如果某两个结点之间是有路径的,就称这两个结点是连通的。...其实就是通过一条路径,能够让图中所有的结点串联起来。

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    图的基本概念以及DFS与BFS算法

    在 无向图中,顶点对 (x, y) 是无序的,顶点对 (x,y) 称为顶点 x 和顶点 y 相关联的一条边,这条边没有特定方向, (x, y) 和 (y , x) 是同一条边,比如下图G1和G2为无向图...邻接顶点:在无向图中 G 中,若 (u, v) 是 E(G) 中的一条边,则称 u 和 v 互为邻接顶点,并称边 (u,v) 依附于顶点 u 和 v;在有向图 G 中,若 是 E(G) 中的一条边...路径:在图G = (V, E)中,若从顶点 vi 出发有一组边使其可到达顶点 vj ,则称顶点 vi 到顶点 vj 的顶点序列为从顶点 vi 到顶点 vj 的路径。...路径长度:对于不带权的图,一条路径的路径长度是指该路径上的边的条数;对于带权的图,一条路径的路径长度是指该路径上各个边权值的总和。...强连通图:在有向图中,若在每一对顶点 vi 和 vj 之间都存在一条从 vi 到 vj 的路径,也存在一条从 vj 到 vi 的路径,则称此图是强连通图。

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    8-1 图结构

    重要结论: 无论是有向图还是无向图,顶点数n、边数e、和度数之间有关系:所有顶点的度数之和 等于 边数的2倍 ④路径和回路: 从一个顶点到另一顶点途径的所有顶点组成的序列(包含这两个顶点),称为一条路径...若路径 / 回路 中各顶点都不重复,此路径又被称为"简单路径" / "简单回路" ⑤权和网的含义 图中的每条边(或弧)会赋予一个实数来表示一定的含义,这种与边(或弧)相匹配的实数被称为"权", 而带权的图通常称为网...③连通图 在无向图中,若每一对顶点 u和v之间都能找到一条路径,则此图称为 连通图; 若无向图不是连通图,但图中存储某个子图符合连通图的性质,则称该子图为连通分量。...(这里的子图指的是图中"最大"的连通子图) 在有向图中,若每一对顶点u和v之间都存在 u到v 以及 从 v到u的路径,则成为强连通图。...连通图中的生成树必须满足以下 2 个条件: ●包含连通图中所有的顶点; ●任意两顶点之间有且仅有一条通路; 因此,连通图的生成树具有这样的特征,即生成树中边的数量 = 顶点数 - 1。

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    并查集数据结构及其实例-- day15

    添加的边的两个顶点包含在 1 到 n 中间,且这条附加的边不属于树中已存在的边。...这道题中的图在树的基础上多了一条边,因此边的数量也是 n。 树是一个连通且无环的无向图,在树中多了一条边之后就会出现环,因此多余的边即为导致环出现的边。 可以通过并查集寻找多余的边。...初始时,每个节点都属于不同的连通分量。遍历每一条边,判断这条边连接的两个顶点是否属于相同的连通分量。...如果两个顶点属于不同的连通分量,则说明在遍历到当前的边之前,这两个顶点之间不连通,因此当前的边不会导致环出现,合并这两个顶点的连通分量。...如果两个顶点属于相同的连通分量,则说明在遍历到当前的边之前,这两个顶点之间已经连通,因此当前的边导致环出现,为多余的边,将当前的边作为答案返回。

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    《大话数据结构》总结第一章 绪论第二章 算法第三章 线性表第四章 栈和队列第五章 字符串第六章 树第七章 图第八章 查找第九章 排序

    如果图中任意两个顶点之间的边都是有向边,则称该图为有向图(Directed graphs)。 简单图——在图中,若不存在顶点到其自身的边,且同一条边不重复出现,则称这样的图为简单图。...除了第一个顶点和最后一个顶点之外,其余顶点不重复出现的回路,称为简单回路或简单环。 在无向图G中,如果从顶点v到顶点v'有路径,则称v和v'是连通的。...在有向图G中,如果对于每一对vi、vj∈V、vi≠vj,从vi到vj和从vj到vi都存在路径,则称G是强连通图。有向图中的极大强连通子图称做有向图的强连通分量。...在E中选择代价最小的边,若该边依附的顶点落在T中不同的连通分量上,则将此边加入到T中,否则舍去此边而选择下一条代价最小的边。依次类推,直至T中所有顶点都在同一连通分量上为止。...拓扑序列:设G=(V,E)是一个具有n个顶点的有向图,V中的顶点序列v1,v2,……,vn,满足若从顶点vi到vj有一条路径,则在顶点序列中顶点vi必在顶点vj之前。

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    数据结构学习笔记(图)

    *无向边用小括号“()”表示,而有向边则用尖括号“”表示。 4.在图中,若不存在顶点到其自身的边,且同一条边不重复出现,则称这样的图为简单图。...强调: *要是子图; *子图要是连通的; *连通子图含有极大顶点数; *具有极大顶点数的连通子图包含依附于这些顶点的所有边。 2.从Vi到Vj和从Vi到Vj都存在路径,则称G是强连通图。...从图中某个顶点v出发,访问此顶点,然后从v的未访问的邻接点出发深度优先遍历图,直至图中所有和v有路径相通的顶点都被访问到。 对于非连通图,只需要对它的连通分量分别进行深度优先遍历。...在E中选择代价最小的边,若该边依附的顶点落在T中不同的连通分量上,则将次变加入到T中,否则舍去此边而选择下一条代价最小的边。依次类推,直至T中所有顶点都在同一连通分量上为止。...设G={V,E}是一个具有n个顶点的有向图,V中的顶点序列V1,V2,......,Vn,满足若从顶点Vi到Vj有一条路径,则在顶点序列中顶点Vi必在顶点Vj之前。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (325)-- 算法导论22.5 1题

    如果新边连接的一个顶点已经在一个强连通分量中,而另一个顶点不属于任何强连通分量,那么强连通分量的数量不变,但是原来的强连通分量会变大。 4....如果新边连接的两个顶点都不在任何强连通分量中,并且它们也不构成一个强连通分量(即它们之间没有其他路径相连),那么强连通分量的数量会增加1。...当在有向图G中加入一条新的边时,强连通分量的数量可能会减少,也可能不变,具体取决于这条边连接的两个顶点是否已经在同一个强连通分量中。...kimi: 在图论中,一个图G的强连通分量是指图中的一个最大子图,在这个子图中,任意两个顶点之间都存在有向路径。如果向图G中添加一条新的边,强连通分量的数量可能会有以下几种变化: 1....在实际应用中,你可能需要根据具体情况调整代码。 混元: 在图G中加入一条新的边后,强连通分量(SCC)的数量可能会发生变化,具体取决于新边的起点和终点以及它们在原图中的连接情况。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (330)-- 算法导论22.5 6题

    • 如果原图 G 中的某个强连通分量 C_1 包含节点 u,且从 u 有一条边到达另一个强连通分量 C_2 中的节点 v,则在分量图中添加一条从 C_1 到 C_2 的边。 3....• 对于分量图中的每条边 (C_1, C_2),在 G' 中添加一条从 C_1 的代表到 C_2 的代表的边。...构建分量图: • 为每个强连通分量分配一个唯一的标识符或节点。 • 对于G中的每条边(u, v),如果u和v属于不同的强连通分量,那么在分量图中添加一条从u的标识符到v的标识符的边。 3....对于原始图中的每条边(u,v),若边所连接的两个顶点属于不同的强连通分量,则在G'中添加一条边从源强连通分量指向目标强连通分量。...对于原图 G 中的每条边 (u, v),如果 u 和 v 属于不同的强连通分量,则在 G' 中添加一条从代表 u 的顶点到代表 v 的顶点的边。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (281)-- 算法导论20.4 2题

    初始化:为每个顶点创建一个单独的集合(连通分量)。 2. 遍历图的每一条边: • 对于每条边(u, v),如果u和v不在同一个集合中,则将它们合并到同一个集合中。...它包含了初始化、查找、合并和检查两个顶点是否在同一连通分量中的功能。 讯飞星火: 在图论中,连通分量是图中的一个子图,其中任何两个顶点都通过路径相连。...由于所有边都已经被处理,这意味着从任何一个顶点到另一个顶点都可以通过这些边到达,因此它们在同一个连通分量中。 • 反向证明:如果两个顶点在同一个连通分量中,那么它们之间至少有一条路径。...根据UNION-FIND算法的性质,这意味着存在一条从u到v的路径,所有这些顶点都在同一个集合中。因此,u和v在同一个连通分量中。...(2) 必要性:如果两个顶点在同一个连通分量中,那么它们在同一个集合中。 证明:假设顶点u和顶点v在同一个连通分量中。根据连通分量的定义,存在一条从u到v的路径。

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    重学数据结构(七、图)

    对于图G ,若边集E(G)为有向边的集合,则称该图为有向图;若边集E(G)为无向边的集合,则称该图为无向图。 图2:无向图(a)和有向图(b) ?...也称作一条弧,则 x为弧尾, y为弧头。 在无向图中,顶点对是无序的,它称为从顶点 x与顶点y相关联的一条边。这条边没有特定的方向,(x,y) 和 (y,x)是同一条边。...回路或环:第一个顶点和最后一个顶点相同的路径称为回路或环。 简单路径、 简单回路或简单环:序列中顶点不重复出现的路径称为简单路径。...除了第一个顶点和最后一个顶点之外, 其余顶点不重复出现的回路,称为简单回路或简单环。 连通、连通图和连通分量:在无向图 G 中,如果从顶点 v 到顶点 v'有路径,则称 v 和 v'是连通的。...强连通图和强连通分量:在有向图 G 中,如果对于每一对 Vi, Vj \in V,Vi \not= Vj, 从 Vi到 Vj和 从 Vj 到Vi都存在路径,则称G是强连通图。

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