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图(Graph)与图论

时间:2023-04-23 17:34:33浏览次数:35  
标签:图论 Graph 七桥 柯尼斯堡 抽象 节点 欧拉

  听到图这个字,很多人会联想到图片、折线图、设计图等传统的图,今天要聊的图(Graph)是一种基本研究对象,用于表示实体与实体之间的关系。

先说结论:

  图论:是组合数学分支,是主要研究图的学问,起源于柯尼斯堡七桥问题。   图(数学):是用于表示物体与物体之间存在某种关系的结构。数学抽象后的“物体”称作节点或顶点,节点间的相关关系则称作边。   图(计算机科学):是一种抽象的数据结构,实现图论中的无向图和有向图的概念。

图论:

  图源于图论,用于研究物体与物体之前的关系结构,要了解图,需要先了解图论。以下是维基百科中对图论的介绍:

其中说明了图论是组合数学的分支,起源于柯尼斯堡七桥问题。

柯尼斯堡七桥问题

这个问题是基于一个现实生活中的事例:   当时东普鲁士柯尼斯堡(今日俄罗斯加里宁格勒)市区跨普列戈利亚河两岸,河中心有两个小岛。小岛与河的两岸有七条桥连接。在所有桥都只能走一遍的前提下,如何才能把这个地方所有的桥都走遍?     大数学家欧拉于 1735年提出,并没有方法能圆满解决这个问题,并在第二年发表论文,证明符合条件的走法并不存在。这篇论文在圣彼得堡科学院发表,成为图论史上第一篇重要文献。 在论文中,欧拉把实际的抽象问题简化为平面上的点与边组合,将城市的四个区域抽象成点,将连接城市的七座桥抽象成连接点的边。

 

  图中四个点代表柯尼斯堡的四个区域,点之间的线代表连接四个区域的七座桥。从图中不难看出,偶数座桥连接的区域可以轻松通过,因为来去可以选择不同的路线。奇数座桥连接的区域只能作为起点或者终点,因为同样的路线只能走一次。和节点相关联的边的条数称为节点度。现在可以证明,只有两个节点有奇数度,另外节点有偶数度时,也即两个区域必须有偶数座桥,剩下的区域有奇数座桥时,柯尼斯堡问题才能解决。欧拉论述了,由于柯尼斯堡七桥问题中所有区域都为奇数度,它无法实现符合题意的遍历。   欧拉发表的相关论文被认为是图论领域的第一篇文章,因此普遍认为欧拉是图论的创始人。

图(数学)

  在欧拉解决柯尼斯堡七桥问题的过程中,将城市的四个区域抽象为点,桥梁抽象为边形成了一个图。一张图由一些小圆点(称为顶点或节点,即 Vertex)和连接这些圆点的直线或曲线(称为边,即 Edge)组成。

图(计算机科学)

  在计算机科学中,图是一种抽象的数据结构,用于实现图论的无向图和有向图的概念。

 

标签:图论,Graph,七桥,柯尼斯堡,抽象,节点,欧拉
From: https://www.cnblogs.com/MuXinu/p/17347150.html

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