Во многих прикладных задачах возникает необходимость наглядного представления отношений между объектами. Графы являются моделью таких отношений.
Графы представляют собой распространенные структуры в математике и информатике, и алгоритмы для работы с графами очень важны. Имеются сотни интересных вычислительных задач, сформулированных с использованием графов.
Определение 1.Неориентированным графом называется совокупность непустого множества – множества вершин и множества - множества ребер, т.е.неупорядоченных пар различных элементов множества .
Число вершин графа обозначается .
Число ребер графа обозначается .
Если - вершины , т. е. и – соединяющее их ребро, то есть , тогда вершина и ребро называются инцидентными. Два ребра, инцидентных одной вершине, называются смежными ребрами. Две вершины, инцидентные одному ребру, называются смежными вершинами.
Количество ребер, инцидентных вершине , называется степенью (валентностью) вершины и обозначается .
Определение 2.Ориентированным графом (орграфом) называется совокупность непустого множества – множества узлов и множества E – множества дуг, т.е. упорядоченных пар различных элементов множества .
В орграфе число дуг, исходящих из вершины v называется полустепенью исхода и обозначается . Число дуг, входящих в v – полустепенью захода и обозначается .
Граф наглядно изображают диаграммой: вершины – точками, ребро – отрезком . Для орграфа узлы изображают точками, дуга - стрелкой от к .
Рис 1. а) граф , б) орграф
Определение 3.Псевдографом (псевдоорграфом) называется совокупность непустого множества и множества неупорядоченных (упорядоченных) пар элементов из необязательно различных.
Определение 4.Мультиграфом (мультиорграфом) называется совокупность непустого множества и набора неупорядоченных (упорядоченных) пар элементов из , причем одна и та же пара может входить в набор несколько раз. Такое ребро (дугу) называют кратным ребром (дугой).
Далее, по умолчанию, термин «граф », означает неориентированный непомеченный граф без петель и кратных ребер.
Определение 6. Граф (орграф) называется подграфом графа (орграфа) и обозначается и , то может быть получен из графа удалением некоторых ребер, множества же вершин