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3.2. Conceptos básicos

Conceptos básicos, notación y definiciones.

Definición de Grafo:

•          Un grafo G es una tupla G= (V, A), donde V es un conjunto no vacío de vértices o nodos y A es un conjunto de aristas o arcos.

•          Cada arista es un par (v, w), donde v, w ∈ V.

Tipos de grafos

•          Grafo no dirigido.
Las aristas no están ordenadas:
   (v, w) = (w, v)

     graf

graf1

 

•          Grafos dirigidos (o digrafos).
Las aristas son pares ordenados:
                <v, w> ≠ <w, v>

                <v, w> ⇒ w = cabeza de la arista, v = cola.

           graf2

graf3

          

Terminología de grafos.

•          Nodos adyacentes a un nodo v: todos los nodos unidos a v mediante una arista.

•          En grafos dirigidos:

–         Nodos adyacentes a v: todos los w con <v, w> ∈ A.

–         Nodos adyacentes de v: todos los u con <u, v> ∈ A.

–         Un grafo está etiquetado si cada arista tiene asociada una etiqueta o valor de cierto tipo.

•          Grafo con pesos o ponderado: es un grafo etiquetado con valores numéricos.

•          Grafo etiquetado: G= (V, A, W), con W: A → TipoEtiq

 Grafos dirigidos etiquetados con pesos.

graf4

 

•          Camino de un vértice w1 a wq: es una secuencia w1, w2, ..., wq ∈ V, tal que todas las aristas (w1, w2), (w2, w3), ..., (wq-1, wq) ∈ A.

•          Longitud de un camino: número de aristas del camino = nº de nodos -1.

•          Camino simple: aquel en el que todos los vértices son distintos (excepto el primero y el último que pueden ser iguales).

•          Ciclo: es un camino en el cual el primer y el último vértice son iguales. En grafos no dirigidos las aristas deben ser diferentes.

•          Se llama ciclo simple si el camino es simple.

   

Definición de Subgrafo:

Un subgrafo de G=(V, A) es un grafo G’=(V’, A’) tal que V’ ⊆ V y A’ ⊆ A.

Dados dos vértices v, w, se dice que están conectados si existe un camino de v a w.

Un grafo es conexo (o conectado) si hay un camino entre cualquier par de vértices.

Si es un grafo dirigido, se llama fuertemente conexo.

Un componente (fuertemente) conexo de un grafo G es un subgrafo maximal (fuertemente) conexo.

•          Un grafo es completo si existe una arista entre cualquier par de vértices.

•          Para n nodos, ¿cuántas aristas tendrá un grafo completo (dirigido o no dirigido)?

•          Grado de un vértice v: número de arcos que inciden en él.

•          Para grafos dirigidos:

        - Grado de entrada de v: nº de aristas con <x, v>

         - Grado de salida de v: nº de aristas con <v, x>

Operaciones elementales con grafos:

•          Crear un grafo vacío (o con n vértices).

•          Insertar un nodo o una arista.

•          Eliminar un nodo o arista.

•          Consultar si existe una arista (obtener la etiqueta).

Iteradores sobre las aristas de un nodo:

 para todo nodo w adyacente a v hacer
                 acción sobre w

 para todo nodo w adyacente de v hacer
                 acción sobre w      (Mucho menos frecuente)

Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

Dado el siguiente grafo, responda las siguientes preguntas:

grafpreg

¿Cuál de los siguientes caminos de 4 a 3  no es válido?

Respuestas

1) (4,1), (1,2), (2,5), (5,7), (7,3)

2) (4,7), (7,5), (5,3)

3) (4,2), (2,7), (7,3)

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál de los siguientes caminos no es un camino simple?

Respuestas

1) (3,5), (5,7), (7,4), (4,1)

2) (3,5), (5,2), (2,4), (4,7), (7,5), (5,2), (2,1)

3) (3,7), (7,4), (4,1)

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál de los siguientes caminos no es un ciclo?

Respuestas

1) (1,4), (4,2), (2,1)

2) (4,7), (7,3), (3,5), (5,7), (7,4)

3) (5,3), (3,7), (7,4), (4,5)

Retroalimentación