作为数据科学家,我们已经对 Pandas 或 SQL 等其他关系数据库非常熟悉了。我们习惯于将行中的用户视为列。但现实世界的表现真的如此吗?
连通,字面而言,类似于自来水管道中的水流,如果水能从某一个地点畅通流到另一个地点,说明两点之间是连通的。也说明水管具有连通性,图中即如此。
在理解有向图和强连通分量前必须理解与其对应的两个概念,连通图(无向图)和连通分量。
相关视频——https://www.bilibili.com/video/BV1jW411K7yg?p=55 相关书籍——《大话数据结构》 图按照有无方向分为无向图和有向图。 无向图由定点和边构
本文介绍社群发现算法在关联图谱中的应用。社群发现算法是图算法中的一种,图算法是图分析的工具之一。
今天我们来聊聊 Networkx,这是一个用 Python 语言开发的图论与复杂网络建模工具。它内置了常用的图与复杂网络分析算法,可以方便的进行复杂网络数据分析、仿真建模等工作。
双连通分量分为点双连通(V-BCC)和边双连通(E-BCC),这是图论学习中一个很重要的知识点,也是图的变形转化的一个主要方法。通过V-BCC缩点可以求割边(桥),也可以通过E-BCC缩点求割点。这是我们今天讲的主要的内容。
说到以Tarjan命名的算法,我们经常提到的有3个,其中就包括本文所介绍的求强连通分量的Tarjan算法。而提出此算法的普林斯顿大学的Robert E Tarjan教授也是1986年的图灵奖
在 《Tarjan 算法的思路》中我们已经给出了 Tarjan 算法中的比较重要的几个元素,我们在这里重新复习一下:
连通图:无向图G中,若从顶点i到顶点j有路径相连,则称i,j是连通的;如果G是有向图,那么连接i和j的路径中所有的边都必须同向;如果图中任意两点之间都是连通的,那么图被称作连通图。
在无向图中,如果任意两个顶点之间都存在边,则称该图为无向完全图。含有n个顶点的无向图有n(n-1)/2条边。
程序由红色的节点开始运行,然后进入循环(红色节点下由三个节点组成),离开循环后有条件分支,最后运行蓝色节点后结束;
图是由若干给定的顶点及连接两顶点的边所构成的图形,这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系。顶点用于代表事物,连接两顶点的边则用于表示两个事物间具有这种关系。
图(Graph)是一种表示对象之间关系的抽象数据结构。图由节点(Vertex)和边(Edge)组成,节点表示对象,边表示对象之间的关系。图可以用于建模各种实际问题,如社交网络、交通网络、电力网络等。
随着学习的深入,我们的知识也在不断的扩展丰富。树结构有没有让大家蒙圈呢?相信我,学完图以后你就会觉得二叉树简直是简单得没法说了。其实我们说所的树,也是图的一种特殊形式。
前言 在图论中,除了在有向图中的强连通分量,在无向图中还有一类双连通分量 双连通分量一般是指点双连通分量 当然,还有一种叫做边双连通分量 点双连通分量 对于一个连通图,如果任意两点至少存在两条“点不重复”的路径,则说图是点双连通的(即任意两条边都在一个简单环中),点双连通的极大子图称为点双连通分量。 计算方法比较简单 在tarjan的过程中,如果由i dfs到j,并且low[j]>=dfn[i],那么进行弹栈直到j被弹出,弹出的点加上i构成了一个点双连通分量。 (实际就是在搜索树种这个点和它下面的点构成了
一、背景介绍 强连通分量是有向图中的一个子图,在该子图中,所有的节点都可以沿着某条路径访问其他节点。强连通性是一种非常重要的等价抽象,因为它满足 自反性:顶点V和它本身是强连通的 对称性:如果顶点V和顶点W是强连通的,那么顶点W和顶点V也是强连通的 传递性:如果V和W是强连通的,W和X是强连通的,那么V和X也是强连通的 强连通性可以用来描述一系列属性,如自然界中物种之间的捕食关系,互相捕食的物种可以看作等价的,在自然界能量传递中处于同一位置。 下图中,子图{1,2,3,4}为一个强连通分量,因为顶点1,2,
对于无向图来说,如果无向图是连通的,则从任一结点出发,仅需一次遍历就能够访问图中所有顶点;
tarjan算法 一个关于有向图的联通性的神奇算法。 基于DFS(迪法师)算法,深度优先搜索一张有向图。 名词的储备,有备无患 强连通(strongly connected): 在一个有向图G里,设两个点 a、b。发现,由a有一条路可以走到b,由b又有一条路可以走到a,我们就叫这两个顶点(a,b)强连通。 强连通图(Strongly Connected Graph): 如果在一个有向图G中,每两个点都强连通,我们就叫这个图,强连通图。 强连通分量(strongly connected c
深度优先搜索(DFS)每次沿着路径到达不能再前进时,退回到最近的岔道口向下继续遍历。换句话说每次路径不可达时,代表一条完整路径形成。
强连通分量(Strongly Connected Component,SCC)指的是有向图中的一个最大子图,该子图内的任意两个顶点均可达。要找到所有的强连通分量,可以使用Tarjan算法。
微信大概是我们每天必须接触的一个APP之一,公交上、地铁上、工作休息时,刷刷朋友圈,看看好友当天经历了什么。相较于QQ,微信的一个特点之一就是:除非好友的好友也是你的好友,否则你在朋友圈里看不到好友的好友对好友朋友圈的点赞和评论。
前言 在图论中,除了在有向图中的强连通分量,在无向图中还有一类双联通分量 双联通分量一般是指点双连通分量 当然,还有一种叫做边双连通分量 边双联通分量 对于一个连通图,如果任意两点至少存在两条“边不重复”的路径,则说图是点双连通的,边双连通的极大子图称为边双连通分量。 边双联通分量的计算方法比较简单 类比tarjan求强联通分量的算法,唯一的区别在于不能沿着dfs过来的那条边走回去。 也就是说在tarjan的时候我们需要记录一下父亲节点 其余的就和普通的tarjan一样啦 例题 割边(桥) 割边:对于无向图
tarjan算法讲解。 tarjan算法,一个关于 图的联通性的神奇算法。基于DFS算法,深度优先搜索一张有向图。!注意!是有向图。根据树,堆栈,打标记等种种神奇方法来完成剖析一个图的工作。而图的联通性,就是任督二脉通不通。。的问题。 了解tarjan算法之前你需要知道: 强连通,强连通图,强连通分量,解答树(解答树只是一种形式。了解即可) 强连通(strongly connected): 在一个有向图G里,设两个点 a b 发现,由a有一条路可以走到b,由b又有一条路可以走到a,我们就叫这两个顶点(a,
在有向图G中,如果两个 顶点间至少存在一条路径,称两个顶点强连通(strongly connected)。如果有向图G的每两个顶点都强连通,称G是一个强连通图。非强连通图有向图的极大强连通子图,称为强连通分量(strongly connected components)。
线性表中任一数据元素都可以 随机存取 ,所以 线性表的顺序存储结构是一种随机存取的存储结构。
前面已经讲了 "一对一" 的线性存储结构、"一对多"的树结构 , 现在介绍 "多对多" 的图结构
1.1 图(Graph)是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成。 1.2 通常表示为G(V,E) ,G表示一个图,V是图G中顶点的集合,E是图G中边的集合。 1.3 线性表中把数据元素叫元素,树中将数据元素叫结点,在图中数据元素叫做顶点。 1.4 在线性表中可以没有数据元素,称为空表。 树中可以没有结点,称之为空树。 但是在图中不能没有顶点。这在定义中也有体现:V是顶点的有穷非空集合。 1.5 在线性表中相邻的数据元素之间具有线性关系。 在树的结构中,相邻两层的结点具有层次关系。 在图中,任意两个顶点之间都有可能有关系,顶点之间的逻辑关系用边来表示,边集可以是空集。
回到正题,首先介绍下什么是图的边连通度和点连通度。一般来说,点连通度是指对应一个图G,对于所有点集U属于V(G),也就是V(G)的子集中,使得G-U要么是一个非连通图,要么就是一个平凡图(即仅包含一个独立点的图),其中最小的集合U的大小就是图G的点连通度,有时候也直接称为图的连通度。通俗点说,就是一个图G最少要去掉多少个点会变成非连通图或者平凡图。当然对于一个完全图来说Kn来说,它的连通度就是n-1。 同理,边连通度就是对于一个非平凡图G,至少去掉多少条边才能使得该图变成非连通图。我们的问题就是,对于任意一个图,如何求该图的连通度以及边连通度?这跟最大流问题有什么联系? 简单起见,我们先说如何求一个图的边连通度lamda(G)。(基于无向图考虑) 对于图G,设u,v是图G上的两个顶点,定义r(u,v)为删除最少的边,使得u到v之间没有通路。将图G转换成一个流网络H,u为源点,v是汇点,边容量均为1,那么显然r(u,v)就是流网络的最小割,根据(二)里的介绍,其等于流网络的最大流。 但是,目前为止我们还没解决完问题,因为显然我们要求的边连通度lamda(G)是所有的点对<u,v>对应的r(u,v)中最小的那个值。这样的话我们就必须遍历所有的点对,遍历的的复杂度为O(n*n)。这显然代价太高,而事实上,我们也不必遍历所有点对。
在之前的 《客户端基本不用的算法系列:从 floodfill 到图的连通性》一文中,我们已经了解了在无向图中的割点和桥的定义。
Traversal就是遍历,主要是对图的遍历,也就是遍历图中的每个节点。对一个节点的遍历有两个阶段,首先是发现(discover),然后是访问(visit)。遍历的重要性自然不必说,图中有几个算法和遍历没有关系?!
连通图:在无向图G中,若对任何两个顶点 v、u 都存在从v 到 u 的路径,则称G是连通图。
顶点和边:图中结点称为顶点,第 i 个顶点记作 vi。两个顶点 vi 和 vj 相关联称作顶点 vi 和顶点 vj 之间有一条边,图中的第 k 条边记作 ek,ek = (vi,vj) 或 <vi,vj>。
图的定义 图的逻辑结构 图的基本术语 网图中的权指从一个节点到另一个节点需要花费的代价 无向图 各顶点都是连通的,才称作连通图 连通分量是非连通图的极大连通子图 有向图 各顶点都是连通的才称作强
生成树:给定无向图G=(V,E),连接G中所有点,且边集是E的n-1条边构成的无向连通子图称为G的生成树(Spanning Tree),而边权值总和最小的生成树称为最小生成树(Minimal Spanning Tree,MST)。
某国有n个城市,为了使得城市间的交通更便利,该国国王打算在城市之间修一些高速公路,由于经费限制,国王打算第一阶段先在部分城市之间修一些单向的高速公路。 现在,大臣们帮国王拟了一个修高速公路的计划。看了计划后,国王发现,有些城市之间可以通过高速公路直接(不经过其他城市)或间接(经过一个或多个其他城市)到达,而有的却不能。如果城市A可以通过高速公路到达城市B,而且城市B也可以通过高速公路到达城市A,则这两个城市被称为便利城市对。 国王想知道,在大臣们给他的计划中,有多少个便利城市对。
No.17期 最小生成树(一) Mr. 王:我们再来讲一个时间亚线性算法——最小生成树问题。这里先简单介绍一下树的概念。 小可:那什么是树呢? Mr. 王:树的简单定义,就是一个没有回路的连通无向图。
最近双11又快到了 有女朋友的忙着帮女朋友清空购物车 有男朋友的忙着叫男朋友帮清购物车 而小编就比较牛逼了 小编沉迷学习,已经无法自拔。 那么今天小编又给大家带来什么好玩的东西呢? 没错 那就是小编通过 夜夜修仙,日日操劳 终于修成的正果 用起来很牛逼,说出去很装逼的 最小生成树 纲要 - 什么是图(network) - 什么是最小生成树 (minimum spanning tree) - 最小生成树的算法 1 什么是图 这里的图当然不是我们日常说的图片或者地图。通常情况下,我们把图看成是一种由“顶点(no
图论中知名度比较高的算法应该就是 Dijkstra 最短路径算法,环检测和拓扑排序,二分图判定算法 以及今天要讲的最小生成树(Minimum Spanning Tree)算法了。
本文介绍了图的定义和术语,包括顶点、边、无向图、有向图、稀疏图、稠密图、完全图、简单图、生成树、有向树、连通图、强连通图、子图、连通分量和生成森林等概念。
No.34期 缩图法(一) Mr. 王:接下来我们再谈一种常用于磁盘上存储的图的思想,叫作缩图法。我们不得不设计磁盘算法,重要原因就是内存存不下特别大的图。 所以一些基本的考虑就是,我们能不能试着把图变得小一点,使之能被放进内存中。如果经过若干次I/O 之后,使得图剩下的部分可以被放进内存中,那么处理也就变得容易多了。 小可:哦,“缩图法”名字听起来也好像是这个思想。具体怎么做呢? Mr. 王:我们来看这样一个问题:判定一个特别大的图的连通性。显然这个大图会被存储在外存中。 Mr. 王:首先我们试着给
一(基本概念) 1.图的定义:图是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成,通常表示为:G(V,E),其中,G表示一个图,V是图G中顶点的集合,E是图G中边的集合。 2.与线性表、树的比较: (1)线性表中我们把数据元素叫元素,树中将数据元素叫结点,在图中数据元素,我们则称之为顶点。 (2)线性表中可以没有数据元素,称为空表。树中可以没有结点,叫做空树。在图结构中,不允许没有顶点。 (3)线性表中,相邻的数据元素之间具有线性关系,树结构中,相邻两层的结点具有层次关系,而图中,任意两个顶点之间都可能有关系
深度优先搜索( DFS )和广度优先搜索( BFS )是图算法中的两个基本搜索算法,它们用于遍历和搜索图或树结构。这两种算法不仅在计算机科学中具有重要地位,还在现实世界的各种应用中发挥着关键作用。在本文中,我们将深入探讨 DFS 和 BFS 的高级应用,包括拓扑排序、连通性检测、最短路径问题等,并提供详细的代码示例和注释。
图是一种在计算机科学中广泛应用的数据结构,它能够模拟各种实际问题,并提供了丰富的算法和技术来解决这些问题。本篇博客将深入探讨图数据结构,从基础概念到高级应用,为读者提供全面的图算法知识。
在有向图G中,如果两点互相可达,则称这两个点强连通,如果G中任意两点互相可达,则称G是强连通图。
最后一公里配送问题,指的就是区域配送中心到末端设施这一段的配送问题。司机需要在配送中心装载好货物,按顺序访问多个末端设施进行收货或送货操作,最后回到配送中心。
这里的图当然不是我们日常说的图片或者地图。通常情况下,我们把图看成是一种由“顶点”和“边”组成的抽象网络。在各个“顶点“间可以由”边“连接起来,使两个顶点间相互关联起来。图的结构可以描述多种复杂的数据对象,应用较为广泛,看下图:
不少搞IT的朋友听到“算法”时总是觉得它太难,太高大上了。今天,跟大伙儿分享一个比较俗气,但是却非常高效实用的算法,如标题所示Union-Find,是研究关于动态连通性的问题。不保证我能清晰的表述并解释这个算法,也不保证你可以领会这个算法的绝妙之处。但是,只要跟着思路一步一步来,相信你一定可以理解它,并像我一样享受它。
无论是有向图还是无向图,主要的存储方式都有两种:邻接矩阵和邻接表。前者图的数据顺序存储结构,后者属于图的链接存储结构。
图是一种比线性表和树更为复杂的数据结构。在线性表中,数据元素之间仅有线性关系,每个数据元素只有一个直接前驱和一个直接后继;在树形结构中,数据元素之间有着明显的层次关系,并且每一层中的数据元素可能和下一层中的多个元素(即其孩子结点)相关,但只能和上一层中一个元素(即其双亲结点)相关; 而在图结构中,结点之间的关系可以是任意的,图中任意两个数据元素之间都可能相关。
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