浅谈图数据库1：什么是图？

图是什么？

说到“图”，大部分人首先想到的是这样滴——图像​

或者是

饼状图

折线图

……

其实，它们都不是！！！

我们所说的“图”

是下面酱样子滴​

上面的数字1到数字6，都叫做“点”（或顶点）

连接点与点之间的线，叫做“边”

也就是说

由点和连接每对点的边所构成的图就叫做“图”（Graph）

点(node)：称之为顶点（Vertex）或点（node），也可以称作实体（Entity）。

边(edge)：连接两个点（node）的边，在知识图谱范畴内也常被称作关系（relation、relationship）。

图（Graph）用至为简洁的点与边，即可以表现出人与人、人与物、物与物之间的各种关系。

举例来说，当你查达芬奇与卢浮宫之间的关系时，你就可以关联出一张非常简单的人与物之间的图谱：

【文艺复兴（代表人物）——达芬奇——（代表作品） 蒙娜丽莎——（收藏）卢浮宫博物馆——金字塔玻璃入口（建筑师）贝聿铭——弗朗索瓦一世（收藏）——梦娜丽莎（画作）——文艺复兴（影响）】

图还可以表现出社会中的各种关系。

比如，你打算和朋友们一起跨年2023，当你有此想法时，你的脑海中会迅速地生成一张参加party的友人图谱。

同时，这张图谱还会关联出相互认识的朋友，也就是朋友的朋友的朋友…… 这就是facebook大名鼎鼎的“六度分隔理论”。​

再如，我们日常生活中几乎天天都会使用的通勤工具——地铁。

如果将车站作为“点”，相邻的两站用“边”相连，那么，这也可以连成一张典型的“图”。​

二、“图”源自哪里？

“图”并不是一个新生事物或新概念，反而非常地古老且传奇。

其最早起源于300年前数学家欧拉提交的一篇名为《哥尼斯堡的七座桥》的论文，这也成为图论和拓扑学最早的开端。

抽象化七桥问题

在欧拉之后，直到上世纪六十年代，才出现了随机图理论，也是从彼时开始，图论由纸上谈兵转为大量的实际应用和突破，比如地图染色算法、最短、最优路径计算，动态规划，社区识别等各类图算法等。

【提示：聪明的读者如果想了解更多有关“图”的前世今生，请阅读国内首本有关图的书籍——《图数据库原理、架构与应用》】

三、加权图是什么？

由点和边所构成的图，还可以给边加上一个值。

这个值就叫作边的“权重”或“权”，加了权的图被称为“加权图”。

没有权的边只能表示两个点的连接状态，而有权的边就可以表示顶点之间的“连接程度”。

这个“程度”是什么意思呢？

就是根据“图”的内容不同，“程度”表示的意思也不同。

比如在地铁线路中，如果把车站与车站间的票价加在边上，就能在“图”中看出乘车费了。

四、有向图是什么？

“有向图”，顾名思义就是能表示出方向的图，我们则称为“有向图”。

与此相对，边上没有箭头表示出明确方向的图，便是“无向图”了。

有向图：

当图中的边有明确的方向时，且在图中的各类操作可以利用这种方向的时候，我们称其为有向图。例如，区块链就是典型的有向无环图，英文简称为DAG（Directed Acyclic Graph）。以DAG的方式，可以追溯每一笔比特币的流向、分布、归属。

无向图：

无向图指的是忽略了边的方向。在实际的图数据库实现中，通常都采用双向边存储的方式来实现无向图。​

如上图所示，举世闻名的油画蒙娜丽莎的微笑出自达芬奇之手，而他也是欧洲文艺复兴的代表人物之一…… 上图中每个有明确指向箭头的图，我们就称之为有向图。

聪明的你一定能够想到，有向图是分方向的，即会分方向（左）与方向（右）：

方向 (左)：

表示边的方向，向左，即在图中的点的入方向，例如 a<-->

方向 (右)：

表示边的方向，向右，即在图中的点的出方向，例如 a-->

五、图能给我们带来什么？

想一想“图”能给我们带来了什么吧？

在进入21世纪之后，你所知道的Facebook、Google、linkedin等科技巨头，都是在使用图技术来蓬勃发展业务的。目前我们国内的企业，诸如字节跳动、华为等互联网公司，也在用该技术创新业务。当然，图算法在我们的日常生活中，亦带来很多思维上的乐趣与指引，比如你打算租房，那么如何在公司、家与交通线以及租金等问题上，达成一个和谐且节省（性价比最优）的答案呢？就可以用图来解决哦~!（文/甄参谋）