Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Graphs

Σχετικά έγγραφα
ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Δομές Δεδομένων. Ιωάννης Γ. Τόλλης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης

Graphs. Outline. Graphs. Data structures for graphs ORD SFO LAX DFW. Definition Applications Terminology Properties ADT

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Διοικητική Λογιστική

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Διοικητική Λογιστική

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Depth-First Search

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Δομές Δεδομένων. Ιωάννης Γ. Τόλλης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης

Ιστορία της μετάφρασης

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Bucket-Sort και Radix-Sort

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Οριζόντια διερεύνηση

Τεχνολογία Πολιτισμικού Λογισμικού

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Κοινωνία & Υγεία Υγεία Πρόληψη Προαγωγή υγείας: Βαθμίδες πρόληψης

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Δομές Δεδομένων Ενότητα 3

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

Διοίκηση Εξωτερικής Εμπορικής Δραστηριότητας

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Διδακτική Πληροφορικής

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΗ ΑΛΛΗΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΣΤΗΝ ΑΓΓΛΙΚΗ ΓΛΩΣΣΑ

Τεχνικό Σχέδιο - CAD. Τόξο Κύκλου. Τόξο Κύκλου - Έλλειψη. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Πολιτική (και) επικοινωνία

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εισαγωγή σε μεθόδους Monte Carlo Ενότητα 3: Δειγματοληπτικές μέθοδοι

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνων

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 1

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 3

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Περιήγηση Πανεπιστημίων

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Θέματα Εφαρμοσμένης. Ενότητα 14.2: Η ψήφος στα πρόσωπα. Θεόδωρος Χατζηπαντελής Τμήμα Πολιτικών Επιστημών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Προγραμματισμός Η/Υ. Βασικές Προγραμματιστικές Δομές. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Διδακτική της Πληροφορικής

Βάσεις Δεδομένων. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις δεδομένων. Πασχαλίδης Δημοσθένης Τμήμα Ιερατικών σπουδών

Εισαγωγή σε μεθόδους Monte Carlo Ενότητα 2: Ολοκλήρωση Monte Carlo, γεννήτριες τυχαίων αριθμών

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Διδακτική Πληροφορικής

Διαχείριση Πολιτισμικών Δεδομένων

Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Ταχυταξινόμηση (Quick-Sort)

Transcript:

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα Graphs Ιωάννης Τόλλης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

Graphs ORD 843 SFO 802 743 337 233 LAX DFW Graphs

Outline and Reading Graphs ( 6.) Definition Applications Terminology Properties ADT Data structures for graphs ( 6.2) Edge list structure Adjacency list structure Adjacency matrix structure Graphs 2

Graph A graph is a pair (V, E), where V is a set of nodes, called vertices E is a collection of pairs of vertices, called edges Vertices and edges are positions and store elements Example: A vertex represents an airport and stores the three-letter airport code An edge represents a flight route between two airports and stores the mileage of the route HNL 2555 SFO 337 LAX 843 743 233 ORD 802 DFW 387 849 20 LGA 42 099 PVD MIA Graphs 3

Edge Types Directed edge ordered pair of vertices (u,v) first vertex u is the origin second vertex v is the destination e.g., a flight Undirected edge unordered pair of vertices (u,v) e.g., a flight route Directed graph all the edges are directed e.g., flight network Undirected graph all the edges are undirected e.g., route network ORD ORD flight AA 206 849 miles PVD PVD Graphs 4

Applications Electronic circuits Printed circuit board Integrated circuit Transportation networks Highway network Flight network Computer networks Local area network Internet Web Databases Entity-relationship diagram cslaba cslabb math.brown.edu cs.brown.edu brown.edu qwest.net att.net cox.net John Paul David Graphs 5

Terminology End vertices (or endpoints) of an edge U and V are the endpoints of a Edges incident on a vertex a, d, and b are incident on V Adjacent vertices U and V are adjacent Degree of a vertex X has degree 5 Parallel edges h and i are parallel edges Self-loop j is a self-loop U a c V d W f b e X Y g h i Z j Graphs 6

Terminology (cont.) Path sequence of alternating vertices and edges begins with a vertex ends with a vertex each edge is preceded and followed by its endpoints Simple path path such that all its vertices and edges are distinct Examples P =(V,b,X,h,Z) is a simple path P 2 =(U,c,W,e,X,g,Y,f,W,d,V) is a path that is not simple U a c V d P 2 W f b e P X g Y h Z Graphs 7

Terminology (cont.) Cycle circular sequence of alternating vertices and edges each edge is preceded and followed by its endpoints Simple cycle cycle such that all its vertices and edges are distinct Examples C =(V,b,X,g,Y,f,W,c,U,a, ) is a simple cycle C 2 =(U,c,W,e,X,g,Y,f,W,d,V,a, ) is a cycle that is not simple U a c V d C 2 W f b X e Y C g h Z Graphs 8

Properties Property Σ v deg(v) = 2m Proof: each edge is counted twice Property 2 In an undirected graph with no self-loops and no multiple edges m n (n )/2 Proof: each vertex has degree at most (n ) What is the bound for a directed graph? Notation n m deg(v) number of vertices number of edges degree of vertex v Example n = 4 m = 6 deg(v) = 3 Graphs 9

Main Methods of the Graph ADT Vertices and edges are positions store elements Accessor methods avertex() incidentedges(v) endvertices(e) isdirected(e) origin(e) destination(e) opposite(v, e) areadjacent(v, w) Update methods insertvertex(o) insertedge(v, w, o) insertdirectededge(v, w, o) removevertex(v) removeedge(e) Generic methods numvertices() numedges() vertices() edges() Graphs 0

Edge List Structure Vertex object element reference to position in vertex sequence Edge object element origin vertex object destination vertex object reference to position in edge sequence Vertex sequence sequence of vertex objects Edge sequence sequence of edge objects u a c b d v w z u v w z a b c d Graphs

Adjacency List Structure Edge list structure Incidence sequence for each vertex sequence of references to edge objects of incident edges Augmented edge objects references to associated positions in incidence sequences of end vertices a v b u w u v w a b Graphs 2

Adjacency Matrix Structure Edge list structure Augmented vertex objects Integer key (index) associated with vertex 2D adjacency array Reference to edge object for adjacent vertices Null for non nonadjacent vertices The old fashioned version just has 0 for no edge and for edge u a 0 u v 2 w a 0 2 0 v b 2 w b Graphs 3

Asymptotic Performance n vertices, m edges no parallel edges no self-loops Bounds are big-oh Edge List Adjacency List Adjacency Matrix Space n + m n + m n 2 incidentedges(v) m deg(v) n areadjacent (v, w) m min(deg(v), deg(w)) insertvertex(o) n 2 insertedge(v, w, o) removevertex(v) m deg(v) n 2 removeedge(e) Graphs 4

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Κρήτης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση, Όχι Παράγωγο Έργο 4.0 [] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Κρήτης, Ιωάννης Τόλλης 205. «Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα. Graphs». Έκδοση:.0. Ηράκλειο 205. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://opencourses.uoc.gr/courses/course/view.php?id=368

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.