图论是计算机科学和数学中的一个重要分支,它研究的是图的结构、性质及其在各种问题中的应用。在准备考研或深入理解图论概念时,这份“哈尔滨工业大学图论-总结”资料将是一个非常宝贵的资源。这份资料可能包含了图的基本概念、重要定理、算法以及在实际问题中的应用。
我们要了解什么是图。图是由顶点(Vertex)和边(Edge)构成的数据结构,可以用来表示对象之间的关系。边可以是有向的(从一个顶点指向另一个顶点)或无向的(连接两个顶点)。图可以是简单图(没有自环和多重边),也可以带有自环(一个顶点到自身的边)和多重边(同一对顶点之间有多条边)。
图论中的一些基本概念包括:
1. 度:一个顶点的度是与其相连的边的数量。对于无向图,度分为入度和出度;对于有向图,度仅指总度。
2. 连通性:如果图中的任意两个顶点都通过边相连,那么这个图是连通的。反之,如果不连通,则称为非连通图。
3. 强连通:在有向图中,如果每个顶点都能到达其他所有顶点,那么它是强连通的。
4. 路径和环:路径是顶点序列,其中每相邻两个顶点间有一条边。环是起点和终点相同的路径。
接下来,图论中的重要定理包括:
1. 欧拉路径与欧拉回路:在一个无环且无奇数度顶点的无向图中,存在一条经过所有边的路径(欧拉路径),如果这个图还包含一个起点和终点相同的路径,那么这个图有欧拉回路。
2. 弗洛伊德-沃瑟斯坦定理:提供了计算有向加权图中最短路径的算法。
3. 基尔霍夫定律:在电网络理论中,与图论密切相关的定理,涉及到树和割集的概念。
在实际应用中,图论广泛用于网络设计、调度问题、最优化问题等。例如:
1. 网络路由:互联网的路由算法就是基于图论,寻找两个节点间的最短路径。
2. 社交网络分析:研究人际关系和信息传播,如朋友圈、关注关系等可以用图来表示。
3. 旅行商问题:经典的图论问题,目标是最小化旅行商访问所有城市的总距离。
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