Bài giảng Cấu trúc dữ liệu & thuật toán: Chương 7 - Nguyễn Đức Nghĩa

Bài giảng Cấu trúc dữ liệu & thuật toán - Chương 7: Đồ thị và các thuật toán đồ thị trình bày các kiến thức về đồ thị, biểu diễn đồ thị, các thuật toán duyệt đồ thị, một số ứng dụng của tìm kiếm trên đồ thị, bài toán cây khung nhỏ nhất và bài toán đường đi ngắn nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cấu trúc dữ liệu & thuật toán: Chương 7 - Nguyễn Đức Nghĩa CHƯƠNG 7 Đồ thị và các thuật toán đồ thị HCM HAN HP DAN NỘI DUNG 1. Đồ thị Đồ thị vô hướng, Đồ thị có hướng,Tính liên thông của đồ thị 2. Biểu diễn đồ thị Biểu diễn đồ thị bởi ma trận, Danh sách kề, Danh sách cạnh 3. Các thuật toán duyệt đồ thị Thuật toán tìm kiếm theo chiều sâu, Thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng 4. Một số ứng dụng của tìm kiếm trên đồ thị Bài toán đường đi, Bài toán liên thông, Đồ thị không chứa chu trình và bài toán sắp xếp tôpô, Bài toán tô màu đỉnh đồ thị 5. Bài toán cây khung nhỏ nhất Thuật toán Kruscal, Cấu trúc dữ liệu biểu diễn phân hoạch, 6. Bài toán đường đi ngắn nhất Thuật toán Dijkstra, Cài đặt thuật toán với các cấu trúc dữ liệu Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN 2 1. Đồ thị Đồ thị là cặp (V, E), trong đó  V là tập đỉnh  E là họ các cặp đỉnh gọi là các cạnh Ví dụ:  Các đỉnh là các sân bay  Các cạnh thể hiện đường bay nối hai sân bay  Các số trên cạnh có thể là chi phí (thời gian, khoảng cách) DBP DAN HAP HCM HAN BKK NHT VIN 3 Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN Các kiểu cạnh Cạnh có hướng (Directed edge)  Cặp có thứ tự gồm hai đỉnh (u,v) flight HAN VN 426 HCM  Đỉnh u là đỉnh đầu  Đỉnh v là đỉnh cuối  Ví dụ, chuyến bay Cạnh vô hướng (Undirected edge) 1135 HAN HCM  Cặp không có thứ tự gồm 2 đỉnh (u,v) km  Ví dụ, tuyến bay Đồ thị có hướng (digraph)  Các cạnh có hướng  Ví dụ, mạng truyền tin Đồ thị vô hướng (Undirected graph/graph)  Các cạnh không có hướng  Ví dụ, mạng tuyến bay Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN 4 Ứng dụng Mạch lôgic (Electronic circuits) Phòng máy 1 Phòng máy 2  Mạch in Phòng hành chính  Mạch tích hợp Mạng giao thông (Transportation networks) Phòng Giáo vụ  Mạng xa lộ  Mạng tuyến bay Mạng máy tính (Computer Trường ĐHQG networks) Ban Giám đốc  Mạng cục bộ Phòng Tuyên huấn  Internet  Web Cơ sở dữ liệu (Databases)  Sơ đồ quan hệ thực thể Tổ Tin (Entity-relationship diagram) Bờm Cuội Chị Hằng Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN 5 Thuật ngữ Đầu mút của cạnh  U và V là các đầu mút của cạnh a Cạnh kề với đỉnh V a b  a, d, và b kề với đỉnh V h j Đỉnh kề U d X Z  U và V là kề nhau Bậc của đỉnh c e i  X có bậc 5 W g Cạnh lặp  h và i là các cạnh lặp f Khuyên Y  j là khuyên Đơn đồ thị: Không chứa cạnh lặp và khuyên Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN 6 Thuật ngữ (tiếp tục) Đường đi  Dãy các đỉnh (hoặc dãy các cạnh), trong đó hai đỉnh liên tiếp là có cạnh nối: P: s = v0, v1, ..., vk-1, vk = t, (vi-1, vi) là cạnh của đồ thị, i=1, 2, ..., k.  Độ dài của đường đi là số cạnh trên đường đi (k).  s - đỉnh đầu và t - đỉnh cuối của đường đi P Đường đi đơn  Các đỉnh trên đường đi là phân biệt Nguyễn Đức Nghĩa - Bộ môn KHMT ĐHBKHN 7 Thuật ngữ (tiếp tục) V a b P1 U d X Z P2 h c e W g f Y Ví dụ ...