第十章:有向圖與偏序

有向圖是描述事物間單向關係(如依賴、先後順序)的數學模型。當這種關係不存在循環時,我們稱之為 DAG,它定義了一個「偏序」。

10.3 鄰接矩陣與圖形轉換

有向圖可以用矩陣來表示。若矩陣元素 $A_{ij} = 1$,則表示存在一條從頂點 $i$ 到頂點 $j$ 的邊。

鄰接矩陣 (點擊切換 0/1)

對應的有向圖

💡 提示:試著建立一個「環」(如 1->2, 2->1)或一個「無環圖」。

10.5 DAG 與拓撲排序 重要應用

有向無環圖 (DAG):
不包含任何有向環的有向圖。
拓撲排序:
將 DAG 的頂點排成一個線性序列,使得若存在邊 u → v,則 u 在序列中出現在 v 之前。

🧪 互動:CS 課程規劃模擬器 (偏序關係)

課程先修關係是一個典型的偏序關係。你不能同時修兩門互為先修的課(不可比),且必須按順序修讀。

點擊狀態為「可修」的課程來完成它們:

已修課程順序: (尚未開始)

10.6 偏序的性質

一個關係若要成為偏序,必須滿足三個性質:

在上方的課程規劃中,"先修"關係是傳遞的(若 A 是 B 的先修,B 是 C 的先修,則 A 是 C 的先修)。

教材來源:Mathematics for Computer Science (Lehman, Leighton, Meyer)