1736 yilda L. Eyler tomonidan o‘sha davrda qiziqarli amaliy masalalardan biri hisoblangan Kyonigsberg ko‘priklari haqidagi masalaning qo‘yilishi va yechilishi graflar nazariyasining paydo bo‘lishiga asos bo‘ldi. Graf deb shunday juftlikka aytiladiki, bu yerda va – ( , ) ko‘rinishdagi juftliklar korteji1 bo‘lib, to‘plamning elementlaridan tuzilgandir.
Bundan buyon grafni belgilashda yozuv o‘rniga yozuvdan foydalanamiz. Grafning tashkil etuvchilarini ko‘rsatish muhim bo‘lmasa, u holda uni lotin alifbosining bitta harfi, masalan, bilan belgilaymiz.
graf berilgan bo‘lsin. to‘plamning elementlariga grafning uchlari, to‘plamning o‘ziga esa, graf uchlari to‘plami deyiladi.
Graflar nazariyasida “uch” iborasi o‘rniga, ba’zan, tugun yoki nuqta iborasi ham qo‘llaniladi. Umuman olganda, hanuzgacha graflar nazariyasining ba’zi iboralari bo‘yicha umumiy kelishuv qaror topmagan. Shuning uchun, bundan keyingi ta’riflarda, imkoniyat boricha, muqobil (alternativ) iboralarni ham keltirishga harakat qilamiz.
grafning ta’rifiga ko‘ra, bo‘sh kortej bo‘lishi ham mumkin. Agar bo‘sh bo‘lmasa, u holda bu kortej ( , ) ko‘rinishdagi juftliklardan2 tashkil topadi, bunda bo‘lishi hamda ixtiyoriy juftlik kortejda istalgancha marta qatnashishi mumkin.
juftlikni tashkil etuvchi va uchlarning joylashish tartibidan bog‘liq holda, ya’ni yo‘nalishning borligi yoki yo‘qligiga qarab, uni turlicha atash mumkin. Agar juftlik uchun uni tashkil etuvchilarning joylashish tartibi ahamiyatsiz, ya’ni bo‘lsa, juftlikka yo‘naltirilmagan (oriyentirlanmagan) qirra (yoki, qisqacha, qirra) deyiladi. Agar bu tartib muhim, ya’ni bo‘lsa, u holda juftlikka yoy yoki yo‘naltirilgan (oriyentirlangan) qirra deyiladi.
kortejning tarkibiga qarab, uni yo grafning qirralari korteji, yo yoylari korteji, yoki qirralari va yoylari korteji deb ataymiz.
Grafning uchlari va qirralari (yoylari) uning elementlari deb ataladi. graf elementlarining soni ( )ga tengdir, bu yerda grafning uchlari soni va bilan uning qirralari (yoylari) soni belgilangan.
Grafning qirrasi (yoyi), odatda, uni tashkil etuvchi uchlar yordamida , yoki , yoki ko‘rinishda belgilanadi. Boshqa belgilashlar ham ishlatiladi: masalan, yoy uchun yoki , qirra uchun , yoy yoki qirra uchun (ya’ni uchlari ko‘rsatilmasdan bitta harf vositasida) ko‘rinishda.
Graf yoyi uchun uning chetki uchlarini ko‘rsatish tartibi muhim ekanligini ta’kidlaymiz, ya’ni va yozuvlar bir-biridan farq qiluvchi yoylarni ifodalaydi. Agar yoy ko‘rinishda ifodalangan bo‘lsa, u holda uning boshlang‘ich uchi, esa oxirgi uchi deb ataladi. Bundan tashqari, yoy ko‘rinishda yozilsa, u haqida uchdan chiquvchi (boshlanuvchi) va uchga kiruvchi (uchda tugovchi) yoy deb aytish ham odat tusiga kirgan.
Qirra uchun uning yozuvidagi harflar joylashish tartibi muhim rol o‘ynamaydi va va elementlar qirraning uchlari yoki chetlari deb ataladi. Agar grafda yo qirra, yo yoy, yoki yoy topillsa, u holda va uchlar tutashtirilgan deyiladi. Agar grafning ikkita uchini tutashtiruvchi qirra yoki yoy bor bo‘lsa, u holda ular qo‘shni uchlar deb, aks holda esa, qo‘shni bo‘lmagan uchlar deb aytiladi.
Kruskal algoritmi
Kruskal algoritmi. Dеykstra-Prim algoritmi MOD ni qurishni boshlang’ich grafning ixtiyoriy tugunidan boshlaydi va daraxtning qurilgan qismini tobora kеngaytirib boradi. Ushbu algoritmdan farqli ravishda Kruskal algoritmi asosiy e'tiborni graf tomonlariga qaratadi. Bunda ishni bo’sh grafdan boshlab, unga tomonlarini ular vaznining o’sib borish tartibida kеtma-kеt qo’shib boradi. Bu jarayon grafga kiruvchi barcha tugunlar o’zaro bog’langunga qadar davom etadi. Agar tomonlarni qo’shib olish jarayoni barcha tugunlar o’zaro bog’langunga qadar tugatilsa, boshlan?ich grafning to’liq bog’lanmagan ekanligi kеlib chiqadi. Algoritm ishini yuqorida ko’rib o’tilgan graf uchun MOD ni aniqlash misolida ko’rib o’tamiz. Ishni eng kichik vaznli DF tomondan boshlaymiz. Boshlang’ich garf v rasmda ifodalangan. Navbatda A va V tugunlarni birlashtiruvchi tomon (v rasm), so’ngra vazni 3 ga tеng bo’lgan tomon qo’shiladi va G rasmda ifodalangan grafga ega bo’lamiz. Navbatdagi qadamda 4 va 5 avznga ega bo’lgan tomonlar(D va Е rasmlar) qo’shib olinadi. Natijada qo’shilmagan faqat G tugun qoladi. Kеyingi qadamda vazni 6 ga tеng tomonlarni qayta ishlash kеrak bo’ladi. Vazni 6 ga tеng bo’lgan to’rtta tomondan ikkitasini qoldiramiz. Natijada qaysi ikki tomonning qoldirilishiga bo?liq holda J yoki Z rasmlarda ifodalangan MOD lardan biriga ega bo’lamiz.
a) b)
v) g)
d) e)
j) z)
Quyida ushbu algoritm matnini kеltiramiz. Bunda Е bilan grafdagi tomonlar soni, N bilan tugunlar soni ifoddalangan:
