图是描述复杂事务的数据表示形式,由节点和边组成,数学上一般表述为G(V,E)。其中的V(vertical)代表节点,可被理解为事物;E(edge)代表边,描述的是两个事物之间的关系。例如一个图的社交网络图,每个人都可视为节点,而人与人之间的关系可被视为边。
节点的邻居(neighbor)指的是与该节点在同一边另一端的节点。节点的度(degree)指的是该节点邻居的数量.
1、图的分类:
(1)按边有无方向,可将图分为有向图和无向图,如下图所示。有向边的出发节点称为头节点,结束节点则称为尾节点。
(2)按节点和边的类别数量,可将图分为同构图和异构图。下图左边的图只有一类节点(用户)和一类关系(朋友关系),即为同构图。若节点类别数量大于1,或关系类别数量大于1,如下图右边所示,则该图为异构图。
(3)按边是否带有权重可分为无权图和有权图。
2、图的表示:
指计算机以何种方式表示图。
(1)邻接矩阵。假设一个图的节点数量为N,则生成一个N*N的矩阵。矩阵中的值为对应位置节点与节点之间的关系,一般用A表示。
一个图中,若节点X与节点Y有边连接,则在邻接矩阵的对应位置赋值1即可,若两节点间无边连接则赋值0。无向图的邻接矩降是一个以对角矩阵镜像对称的矩阵。而有向图中,将邻接矩阵的行索引代表有向图中有向边的头节点,列索引代表尾节点,则有向图的邻接矩阵不再是对称矩阵。
若图中有多种关系即异构图,则需要多个邻接矩阵,每种关系对应一个邻接矩阵。
若图带有权重,则邻接矩阵中不再是0和1,而是对应的权重值。
缺点:随着图中节点或关系数量的增长,会使邻接矩阵的维度或个数快速增长,变得异常稀疏。
(2)邻接列表。邻接列表为图中每一个头节点生成一个list,如节点2有一条通向节点1的边和一条通向节点3的边,那么可表示为2 : [ 1 , 3 ]。若边分别带有权值0.5和0.6,可表示为2 : [ (1,0.5) , (3,0.6) ]。
(3)边集。以头尾节点的索引元组表示一条边。例如头节点是h,尾节点是t,那么这一条有向边就是(h, t),如果是一条无向边则就用一对对称元组表示,即(h, t), (t, h)。
3、知识图谱:
知识图谱是一种高度结构化的数据形式,可以看作是一个有向异构图。一般以三元组的形式存储,对于头节点h、尾结点t以及它们之间的关系r,以三元组(h,r,t)表示。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-501032.html
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