离散数学图论全部知识点罗列

建议:将本篇文章与课本结合来看,查看每一个名词对应知识点,查看后不看课本再过一遍哦~
1,图:
三元组表示:
二元组表示:

2,
有向图:每条边都是无向边
无向图:每条边都是有向边
混合图:有无向边和有向边

3,
邻接点:
孤立节点:
零图:
平凡图:
邻接边:
回路(环):

4,度数 :
无向图中结点的度: 在图G中,与节点V关联的边数称为图的度数,deg(V)
注:每个环在对应节点上度数加2
图的最大度数 = 度数最大的节点的度数
图的最小度数 = 度数最小的节点的度数

~定理1:每个图中节点度数的总和等于边数两倍
~定理2:在任何图中,度数为奇数的结点一定是偶数个

有向图中结点的度: 入度;出度; 入度和出度的总和为结点度数

~定理3:在任何有向图中,所有节点的入度之和等于出度之和

5,平行边:
多重图:
简单图:

6,完全图:
Kn:有n个结点的无向完全图
Kn的边数:1/2 n(n - 1)

7,补图:
子图:
生成子图:G的子图包含G的所有结点
相对补图:

8,同构:
同构的必要条件(3个):①结点数相同 ②边数相同 ③度数相同的结点数目相同

9,路:
回路:
迹:一条路中所有的边均不相同
通路:一条路中所有的结点均不相同
圈:
注:简单图的路,可由其结点序列表示;在有向图中,结点数大于1的一条边亦可由边序列表示。

~定理4:在一个具有n个结点的图中,如果从结点Vj到结点Vk存在一条路,则从结点Vj到结点Vk必存在一条不多于n-1条边的路。

10,连通(无向图中):
连通分支 W(G):
连通图:
注:在图中删去一个点,是把V以及与V关联的边都删除;在图中删去一条边,仅把该边删去。

11,点割集:
割点:
点连通度 k(G):

~定理5:一个连通无向图G中结点V是割点的充分必要条件是存在两个结点U和W,使得结点U和W的每一条路都通过V。

12,边割集
割边(桥):
边连通度 λ(G):

13,可达(有向图中):
结点U和V之间的距离 d<U,V> (距离的概念对无向图也适用):
性质:①d<u,v> ≥ 0 ②d<u,v> + d<v,w> ≥ d<u,w>
图的直径:

14,(有向图中)单侧连通: 强连通: 弱联通:
若图G是强连通的,则必是单侧连通的;若图G是单侧连通的,则必是弱连通的

~定理6:一个有向图是强连通的,当且仅当图中有一个回路,它至少包含每个结点一次。

15,强分图: 单侧分图: 弱分图:

~定理7:在有向图中,它的每一个结点位于且只位于一个强分图中

16,图的矩阵表示 A(G)
无向图邻接矩阵: 对称的
有向图邻接矩阵矩阵:不对称。若将结点v1和v2互换,即将邻接矩阵第一行和第二行互换,第一列和第二列互换。
置换等价:
出度:
入度:

17,A
A² :从V1走到V2走两步的路数
A³ :从V1走到V2走三步的路数

18,(有向图中)可达性矩阵:P(G)
如何求可达性矩阵:

19,(无向图中)连通矩阵:

20,(无向图)完全关联矩阵:M(G)
性质(5个):

21,(有向图)关联矩阵:

22,点的合并:关联矩阵中对应两行相加
有向图中:普通加法 +
无向图中:模二加法 ⊕

23,欧拉路:经过图中每条边一次且仅一次
欧拉回路:
欧拉图:

~定理8:无向图G具有一条欧拉路,当且仅当G是连通图,且有零个或两个奇数度结点。
~推论:无向图G具有一条欧拉回路,当且仅当G是连通图,且所有结点度数全为偶数。

24,单向欧拉路(回路):

~定理9:有向图G具有一条单向欧拉回路,当且仅当G是连通的,且每个结点的入度等于出度。
~定理10:有向图G具有一条单向欧拉路,当且仅当G是连通的,且除了两个结点外,每个结点的入度等于出度,但这两个结点中,一个结点的入度比出度大1,一个结点的入度比出度小1。

25,汉密尔顿路:经过图中每个结点一次且仅一次
汉密尔顿回路:
汉密尔顿图:

~定理11:若图G = <V,E>具有汉密尔顿回路,则对于结点集V的每个非空子集S均有 W(G-S)≤ |S| 成立,其中 W(G- S)是G-S中连通分支数。(必要条件)
~定理12:设图G是具有n个结点的简单图,如果图G中每一对结点度数之和大于等于n-1 ,
则在G中存在一条汉密尔顿。(充分条件)
~定理13:设图G是具有n个结点的简单图,如果图G中每一对结点度数之和大于等于n,
则在G中存在一条汉密尔顿回路。(充分条件)

26:闭包:
在这里插入图片描述
27:判断一个图中没有汉密尔顿路:
在这里插入图片描述
28,平面图(没有边交叉):
面:
面的边界:
面的次数:deg®
注:悬挂在面中的边计两次

~定理14:一个有限平面图,面的次数之和等于其边数的两倍。

~定理15:设有一个连通的平面图G,共有v个结点,e条边,r个平面,
则欧拉公式:v - e + r = 2 成立。

证明如下(数学归纳法):
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
~定理16:设G是一个有v个结点e条边的连通简单平面图,若V≥3,则 e ≤ 3V-6

29,2度结点内同构:

~定理17:(库拉托夫斯基定理)一个图是平面图,当且仅当它不包含与K3,3 或 K5在2度节点内同构的子图。

30,对偶与着色:
画对偶图(3条规则):
在这里插入图片描述
着色:对图G着色时,需要的最小颜色数称为G的着色数,记作x(G)
对于n个结点的完全图Kn,有x(Kn)= n

着色方法:
在这里插入图片描述
~定理18:设G为一个至少有三个结点的连通平面图,则G中必有一个结点u,使得deg(u)≤5.

31,树:
生成树:
树枝:在生成树中的边
弦:不在生成树中的边
补:弦的集合

32,秩:删除m - n + 1 条边后,形成一棵生成树(n个结点m条边)

~定理19:一条回路和任何一棵生成树的补至少有一条公共边。
~定理20:一个边割集和任何生成树至少有一条公共边。

33,最小生成树:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
34,有向树:一个有向图不考虑边的方向时是一棵树,那么,这个有向图称为有向树。
根树:
根:
叶:
分枝点(内点):
层次:
m叉树:
完全m叉树:
正则m叉树:

~定理21:设有完全m叉树,其树叶数为t,分枝结点数为i,则(m-1)i = t-1

35,结点的通路长度:
内部通路长度:
外部通路长度:

~定理22:若完全二叉树有n 个分枝结点,且内部通路长度的总和为I,外部通路长度的总和为E,则 E = I + 2n

36,最优二叉树(哈夫曼编码):
前缀码(不等长码):

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