Матрицы для графов.
Матрицей смежности данного графа G(x,гx) называется квадратная матрица порядка n, где n – мощность множества X, элемент которой определяется следующим образом:
aij =
Для графа, две вершины которого соединены не более чем одной дугой одного направления, матрица смежности состоит из единиц и нулей (K=1). В дальнейшем будем рассматривать только такие графы.
Рис. 18.
Пример.
Граф, изображенный на рис.3.1.18, имеет следующую матрицу смежности:
Полустепень исхода вершины xi равна числу единиц, стоящих в i-й строке. Полустепень захода равна числу единиц, стоящих в i-м столбце. Найдя сумму полустепеней i-й вершины, можем определить ее степень по матрице смежности. Так,
P(x2)=P++P-=1+3=4
Единицы, стоящие на главной диагонали матрицы смежности, соответствуют петлям при данной вершине.
Изолированной вершине соответствуют строка и столбец, состоящие из нулей.
Число единиц в матрице смежности равно числу дуг графа.
Транспонированной матрице смежности соответствует граф с противоположной ориентацией.
Матрица смежности полностью задает ориентированный граф. Любая квадратная матрица, состоящая из единиц и нулей, может быть рассмотрена как матрица смежности, задающая некоторый граф G.
Рис. 19 |
Так, матрице M и соответствует граф, изображенный на рис.3.1.19.
Операции над графами с помощью матриц смежности. Если следует найти объединение или пересечение графов, заданных их матрицами смежности, можно выполнить эти операции, не прибегая к аналитической записи графа или его геометрической реализации.
Пример.
Напишем матрицы смежности A и B графов G1 и G2 (рис.3.1.14), над которыми произведем операции сложения и умножения
,
а также матрицы смежности С и D для графа, являющихся их объединением (рис. 3.1.15)
,
Рассмотренный пример иллюстрирует то обстоятельство, что матрица смежности для графа суммы есть булева сумма матриц смежности складываемых графов: cij=aij+bij, причем 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=1.
Матрица смежности для графа-пересечения может быть получена поэлементным умножением dij=aij+bij, причем 0*1=0; 1*0=0; 0*0=0; 1*1=1, т.е. матрица смежности графа-пересечения содержит единицы только в качестве тех элементов, которые равны единицам в обеих матрицах смежности перемножаемых графов.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1851;