Ответ
Граф — это абстрактная структура данных, предназначенная для моделирования отношений и связей между объектами. Он состоит из двух основных элементов:
- Вершины (Nodes / Vertices): Представляют собой сами объекты.
- Рёбра (Edges): Представляют связи между парами вершин.
Графы незаменимы, когда ключевую роль играет не сам объект, а его связи с другими.
Основные типы графов
- Неориентированный (Undirected): Рёбра не имеют направления. Если есть ребро между A и B, то можно перемещаться как от A к B, так и от B к A.
- Ориентированный (Directed / Digraph): Рёбра имеют направление (A → B). Связь односторонняя.
- Взвешенный (Weighted): Каждому ребру присваивается числовое значение (вес), которое может означать расстояние, стоимость или пропускную способность.
Пример представления графа в Python (список смежности)
Этот способ удобен для представления разреженных графов, где количество рёбер значительно меньше максимально возможного.
# Неориентированный граф, представленный через словарь,
# где ключ - вершина, а значение - список смежных вершин.
graph = {
'A': ['B', 'C'],
'B': ['A', 'D'],
'C': ['A'],
'D': ['B']
}
# Доступ к соседям вершины 'A'
print(graph['A']) # Вывод: ['B', 'C']Ключевые области применения
- Социальные сети: Моделирование дружбы и связей между пользователями.
- Картографические сервисы: Поиск кратчайших путей (алгоритмы Дейкстры, A*).
- Сети: Маршрутизация пакетов данных в компьютерных и телекоммуникационных сетях.
- Рекомендательные системы: Поиск похожих товаров или контента.