
【计】 generation tree; spanning tree
生成树的定义与汉英术语解析
生成树(Spanning Tree)是图论与计算机科学中的核心概念,指在一个连通的无向图中,包含所有顶点且不形成任何环路的子图。其英文术语"Spanning Tree"由"Spanning"(覆盖)和"Tree"(树形结构)组成,强调其覆盖全图顶点并保持树形连接的特性。在计算机网络中,生成树协议(Spanning Tree Protocol, STP)用于防止网络环路,IEEE 802.1D标准对此有明确定义。
数学特性与构造方法
生成树的边数恒等于顶点数减一(若图含( n )个顶点,则生成树有( n-1 )条边)。构造方法包括克鲁斯卡尔算法(Kruskal's Algorithm)和普里姆算法(Prim's Algorithm),两者均基于贪心策略实现最小生成树(Minimum Spanning Tree, MST)的构建。
应用场景与权威参考
汉英词典对照扩展
《牛津计算机科学词典》将生成树定义为“A connected acyclic subgraph containing all the vertices of a graph”,中文直译为“包含图所有顶点的无环连通子图”。此术语在离散数学、算法设计与网络工程领域具有一致性表述。
参考文献来源
生成树(Spanning Tree)是图论中的一个重要概念,指在一个连通的无向图中,包含图中所有顶点且边数最少的无环连通子图。以下是详细解释:
连通性
生成树必须包含原图的所有顶点,并通过边将这些顶点连接起来,确保任意两个顶点之间有且仅有一条路径(即无环)。
边数关系
若原图有 ( V ) 个顶点,生成树恰好有 ( V-1 ) 条边。例如,5个顶点的生成树有4条边。
最小生成树(MST)
在带权图中,生成树所有边的权重之和最小时,称为最小生成树。常用算法如Prim算法(贪心扩展节点)和Kruskal算法(按权重排序边)。
原图必须是连通图。若图不连通,则生成树不存在,但每个连通分量会形成一棵生成树,整体称为生成森林。
假设一个图有顶点{A, B, C, D},边为{(A-B), (B-C), (C-D), (A-C)}。其生成树可能是:
A-B、B-C、C-D(边数=3,满足顶点数4-1=3),且无环路。
如果需要进一步了解算法(如Prim或Kruskal)或具体应用,可以补充提问哦!
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