
【计】 strong digraph
better; by force; make an effort; powerful; strive; strong; stubborn
【计】 digraph; directed graph; oriented graph
【化】 digraph
强有向图(Strongly Connected Digraph)是图论中的基础概念,指每个顶点对之间都存在双向路径的有向图。该术语由中文"强有向图"直译为英文"strongly connected directed graph"或专业术语"strongly connected digraph"。
一、数学定义 对于有向图$G=(V,E)$,若任意两个顶点$u,v in V$都满足:既存在从$u$到$v$的有向路径,又存在从$v$到$u$的有向路径,则该图被称为强连通图。其判定条件可通过邻接矩阵的布尔幂运算表达: $$ A^{|V|} oplus A^{|V|-1} oplus cdots oplus A = J $$ 其中$J$是全1矩阵,$oplus$表示逻辑或运算。
二、核心特征
三、应用领域 在计算机科学中,该概念支撑着社交网络分析(如微博转发路径)、编译器优化(控制流图分析)和通信网络设计(5G路由协议)等重要技术场景。美国国家标准技术研究院(NIST)的图论手册中特别强调其在网络可靠性验证中的核心地位。
四、相关概念 弱连通图(仅考虑无向路径连通)、单侧连通图(单向可达)、强连通分支分解定理等构成完整理论体系。根据《离散数学及其应用》教材,强连通性判定是图算法设计的基础训练内容。
以下基于图论基础知识对“强有向图”进行解释:
强有向图(Strongly Connected Digraph)是图论中的专业术语,特指满足以下条件的有向图:
关键特性:
对比其他概念:
应用领域:
例如:三个顶点A→B→C→A构成的有向三角环就是典型的强有向图。若缺少C→A的边,则不再满足强连通性。
建议需要具体应用时,可结合Tarjan算法(时间复杂度$O(|V|+|E|)$)进行强连通分量检测,其核心公式为: $$ low(u) = min begin{cases} disc(u) disc(w) & text{若存在回边} low(v) & text{对u的子节点v} end{cases} $$
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