Graphs 01, Introduction

Einführung

BegriffBedeutung
VertexKnoten
Grad eines KnotensAnzahl anliegender Kanten
Graph G=(V,E)mit Knotenmenge V und Kantenmenge E

Spezielle Typen

BegriffBedeutung
Weg (walk)Folge benachbarter Knoten
Eulerwegjede Kante genau einmal
Pfad (path)Weg ohne wiederholte Knoten
Hamiltonpfadjeder Knoten genau einmal
Zyklus (closed walk)Weg mit Start = Ende, mindestens 2 Knoten (hin-zurück-hin), Endknoten inzident zu (verbunden mit) geraden Anzahl Kanten im Weg
EulerzyklusEulerweg (jede Kante genau einmal) mit Anfang = Ende
Kreis (cycle)Zyklus (Start = Ende) aber kein Knoten wird 2 mal besucht, also mindestens 3 Knoten
  • Wenn Eulerweg existiert, dann sind $\leq 2$ Knotengrade ungerade
  • Laufzeit Eulerweg $O(n+m)$,
  • Laufzeit Hamiltonpfad ist polynomiell unmöglich
  • $\sum_{v∈V}\text{deg}(v)=2|E|$
  • Weg ist Zyklus $\Longleftrightarrow$ der Endknoten vom Eulerweg ist inzident zu einer geraden Anzahl von Kanten
  • Eulerzyklus existiert $\Longleftrightarrow$ alle Knotengerade
  • Walk-Algorithmus:
walk(u):
    if ∃v mit uv ∈ E, nicht markiert
        markiere uv
        walk(v)
  • Euler-Walk Algorithmus nutzt eine for Schleife statt einer if

Sprechweise

BegriffBedeutung
adjazentzwei Knoten sind benachbart
inzidenteine Kante ist anliegend zu einem Knoten
u erreicht vgibt einen Weg zwischen u und v (Äquivalenzrelation)
ZusammenhangskomponenteTeil ist ineinander connected (Äquivalenzklasse der ÄR)

Zusammenhang

BegriffBedeutung
Graph zusammenhängend (connected)gibt nur eine Zusammenhangskomponente, Graph ist nicht getrennt, (man kommt von jedem Knoten zu jedem anderen)
Baum (tree)Graph ist zusammenhängend und hat keinen Kreis
cut vertex (Knoten)entfernt man den Knoten und alle anliegenden Kanten ist der Graph disconnected
cut edge (Kante)entfernt man die Kante (aber keine Knoten), ist der Graph disconnected