图的割集和割顶


是否能够从一个顶点遍历到图中的另一个顶点取决于图的连接方式。连通性是图论中的一个基本概念。连通性定义了图是连通的还是不连通的。

连通性

如果每对顶点之间都存在一条路径,则称该图是连通的。从每个顶点到任何其他顶点,都应该存在一些路径可以遍历。这称为图的连通性。具有多个不连通顶点和边的图称为不连通图。

割顶

设 'G' 为一个连通图。如果 'G-V'(从 'G' 中删除 'V')导致一个不连通图,则顶点 V ∈ G 称为 'G' 的割顶。从图中移除一个割顶会将其分成两个或多个图。

注意 - 删除割顶可能会使图变得不连通。

一个连通图 'G' 最多可以有 (n–2) 个割顶。

示例

在下图中,顶点 'e' 和 'c' 是割顶。

Cut Vertex

通过移除 'e' 或 'c',该图将变成一个不连通图。

Cut Vertices with eCut Vertices without e

如果没有 'g',则顶点 'c' 和顶点 'h' 以及许多其他顶点之间没有路径。因此,它是一个不连通图,其割顶为 'e'。类似地,'c' 也是上图的割顶。

割边(桥)

设 'G' 为一个连通图。如果 'G-e' 导致一个不连通图,则边 'e' ∈ G 称为割边。

如果从图中移除一条边会导致两个或多个图,则该边称为割边。

示例

在下图中,割边为 [(c, e)]

Cut Edge

从图中移除边 (c, e) 后,它将变成一个不连通图。

Cut with EdgeCut without Edge

在上图中,移除边 (c, e) 将图分成两部分,这实际上是一个不连通图。因此,边 (c, e) 是该图的割边。

注意 - 设 'G' 为一个具有 'n' 个顶点的连通图,则

  • 边 e ∈ G 是割边当且仅当边 'e' 不属于 G 中的任何环。

  • 可能的割边最大数量为 'n-1'。

  • 只要存在割边,也一定存在割顶,因为割边的至少一个顶点是割顶。

  • 如果存在割顶,则割边可能存在也可能不存在。

图的割集

设 'G'= (V, E) 为一个连通图。如果从 G 中删除 E' 中的所有边使 G 不连通,则 E 的子集 E' 称为 G 的割集。

如果从图中删除一定数量的边使其不连通,则这些被删除的边称为该图的割集。

示例

看一下下图。它的割集是 E1 = {e1, e3, e5, e8}。

Cut Set of a Graph

从图中移除割集 E1 后,它将显示如下 -

Cut Set of a Graph 1

同样,还有其他可以使图不连通的割集 -

  • E3 = {e9} - 图中最小的割集。
  • E4 = {e3, e4, e5}

更新于: 2023年10月22日

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