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图论基础:概念、算法与应用 图论基础:概念、算法与应用 引言:图的魅力世界 在浩瀚的数学和计算机科学的星空中,图论犹如一颗璀璨的星辰,以其独特的魅力照亮着各个领域。它不仅是数学家手中的精妙工具,更是工程师、科学家解决实际问题的利器。从社交网络的连接关系到城市交通的规划,从基因组的序列分析到人工智能的算法设计,图论的身影无处不在。 本章,我们将一起走进图论的基础世界,探索其核心概念,学习经典算法,并领略它在各个领域的广泛应用。希望通过这次旅程,你能感受到图论的强大力量,并将其运用到你的学习和工作中。 图的基本概念:构建知识的基石 1.1 图的定义与表示 图(Graph)是由顶点(Vertex,也称节点)和边(Edge)组成的集合。顶点代表对象,边代表对象之间的关系。一个图可以表示为 G = (V, E),其中 V 是顶点的集合,E 是边的集合。 图可以分为有向图(Directed Graph)和无向图(Undirected Graph)。在有向图中,边是有方向的,表示从一个顶点指向另一个顶点的单向关系;在无向图中,边没有方向,表示两个顶点之间的双向关系。 图的表示方法主要有两种:邻接矩阵(Adjacency Matrix)和邻接表(Adjacency List)。 邻接矩阵: 使用一个二维数组来表示顶点之间的连接关系。
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