UNIDAD 5 REPRESENTACION, ALGORITMO DE GRAFO
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Los gráfos son estructuras matemáticas que se utilizan para modelar relaciones y conexiones entre objetos. son lo mas importante en las matemáticas discretas debido que a su amplia aplicación en áreas como algoritmos o redes eh inteligencia artificial.
¿Qué es un Grafo?
Un grafo
Dónde:
- : Conjunto devérticeso nodos ( ).
- : Conjunto dearistaso conexiones entre pares de vértices ( ).
Los grafos pueden ser:
- Dirigidos: Los aristas tienen dirección (ej. un gráfico que representa seguidores en redes sociales).
- No dirigidos: Las aristas no tienen dirección (ej. una red de carreteras).
Tipos de Representación de Gráficos
Matriz de Adyacencia
Es una matriz cuadrada de tamaño , donde . Cada elemento indica si existe una arista entre el vértice y el vértice ..
Ventajas:
- Fácil de implementar.
- Permite verificar si hay una conexión entre dos nodos en el tiempo .
Desventajas:
- Consume mucho espacio (), incluso para gráficos dispersos.
Ejemplo:
Para un grafo con y :
Lista de Adyacencia
Es una lista donde cada vértice tiene asociada una lista de los vértices con los que están conectados.
Definición:
Ventajas:
- Eficiente en términos de espacio ( ).
- Mejores párrafos dispersos.
Desventajas:
- Verificar si hay una conexión entre dos nodos puede tomar , donde es el grado del vértice.
Ejemplo:
Para el mismo grafo con y :
Matriz de incidencia
Es una matriz de tamaño , donde y . Cada columna representa una arista y cada fila un vértice.
Definición:
- Si el vértice conectado a la arista , el valor es .
- En los gráficos dirigidos: para el vértice de inicio, para el vértice de destino.
Ventajas:
- Útil para ciertas operaciones algebraicas en teoría de gráficos.
Desventajas:
- Menos intuitivas y eficientes para operaciones básicas.
Ejemplo:
Para y :
Represento una elección
La elección entre matriz de adyacencia, lista de adyacencia o matriz de incidencia depende de:
- Densidad del grafo: Si (número de aristas) es mucho menor que , una lista de adyacencia suele ser más eficiente.
- Operaciones frecuentes:
- Para verificar conexiones rápidamente: Matriz de adyacencia.
- Para recorrer aristas de un vértice: Lista de adyacencia.
- Espacio disponible: Las listas son más compactas para gráficos dispersos.
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