А. Цветкова - Информатика и информационные технологии

Если e = , то вершины v и и называются концами ребра. При этом говорят, что ребро e является смежным (инцидентным) каждой из вершин v и и. Вершины v и и также называются смежными (инцидентными). В общем случае допускаются ребра вида e = ; такие ребра называются петлями.

Степень вершины графа – это число ребер, инцидентных данной вершине, причем петли учитываются дважды.

Вес вершины – число (действительное, целое или рациональное), поставленное в соответствие данной вершине (интерпретируется как стоимость, пропускная способность и т. д.).

Путем в графе (или маршрутом в орграфе) называется чередующаяся последовательность вершин и ребер (или дуг – в орграфе) вида v0, (v0,v1), v1, …, (vn –1,vn), vn. Число n называется длиной пути. Путь без повторяющихся ребер называется цепью, без повторяющихся вершин – простой цепью. Замкнутый путь без повторяющихся ребер называется циклом (или

контуром в орграфе); без повторяющихся вершин (кроме первой и последней) – простым циклом.

Граф называется связным, если существует путь между любыми двумя его вершинами, и несвязным – в противном случае.

Существуют различные способы представления графов.

1. Матрица инцидентности.

Это прямоугольная матрица размерности n ч m, где n – количество вершин, а m – количество ребер.

2. Матрица смежности.

Это квадратная матрица размерности n ч n, где n – количество вершин.

3. Список смежности (инцидентности). Представляет собой структуру данных, которая

для каждой вершины графа хранит список смежных с ней вершин. Список представляет собой массив указателей, i-ый элемент которого содержит указатель на список вершин, смежных с i-ой вершиной.

4. Список списков.

Представляет собой древовидную структуру данных, в которой одна ветвь содержит списки вершин, смежных для каждой.

Для реализации графа в виде списка инцидентности можно использовать следующий тип:

Type List = ^S;

S = record;

inf: Byte;

next: List;

end;

Тогда граф задается следующим образом:

Var Gr: array[1..n] of List;

Теперь обратимся к процедуре обхода графа. Это вспомогательный алгоритм, который позволяет просмотреть все вершины графа, проанализировать все информационные поля. Если рассматривать обход графа в глубину, то существуют два типа алгоритмов: рекурсивный и нерекурсивный.

На языке Pascal процедура обхода в глубину будет выглядеть следующим образом:

Procedure Obhod(gr: Graph; k: Byte);

Var g: Graph; l: List;

Begin

nov[k]:= false;

g:= gr;

While g^.inf <> k do

g:= g^.next;

l:= g^.smeg;

While l <> nil do begin

If nov[l^.inf] then Obhod(gr, l^.inf);

l:= l^.next;

End;

End;

Представление графа списком списков

Граф можно определить с помощью списка списков следующим образом:

Type List = ^Tlist;

Tlist = record

inf: Byte;

next: List;

end;

Graph = ^TGpaph;

TGpaph = record

inf: Byte;

smeg: List;

next: Graph;

end;

При обходе графа в ширину мы выбираем произвольную вершину и просматриваем сразу все вершины, смежные с ней.

Приведем процедуру обхода графа в ширину на псевдокоде:

Procedure Obhod2(v);

Begin

queue = O;

queue <= v;

nov[v] = False;

While queue <> O do

Begin

p <= queue;

For u in spisok(p) do

If nov[u] then

Begin

nov[u]:= False;

queue <= u;

End;

End;

End;

Объектно-ориентированный язык программирования характеризуется тремя основными свойствами:

1) инкапсуляцией. Комбинирование записей с процедурами и функциями, манипулирующими полями этих записей, формирует новый тип данных – объект;

2) наследованием. Определение объекта и его дальнейшее использование для построения иерархии порожденных объектов с возможностью для каждого порожденного объекта, относящегося к иерархии, доступа к коду и данным всех порождающих объектов;

3) полиморфизмом. Присваивание действию одного имени, которое затем совместно используется вниз и вверх по иерархии объектов, причем каждый объект иерархии выполняет это действие способом, именно ему подходящим.