雙連通分量英文解釋翻譯、雙連通分量的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 biconnected component
分詞翻譯:
雙的英語翻譯:
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
連通分量的英語翻譯:
【計】 connected component
專業解析
在計算機科學與圖論中,雙連通分量(Biconnected Component,簡稱BCC)是指無向圖中一個極大的連通子圖,滿足删除其中任意一個頂點後,剩餘子圖仍保持連通性。這一概念由數學家Robert Tarjan于1972年提出,是圖論分析中檢測網絡魯棒性的重要工具。
核心定義與特性
- 雙連通性:若圖中不存在割點(即删除該點會導緻圖不再連通的頂點),則該圖本身構成一個雙連通分量。例如環狀圖(如三角形或四邊形)是典型的雙連通結構。
- 分解意義:通過Tarjan算法可将任意無向圖分解為多個雙連通分量,這些分量通過割點連接,形成樹狀結構(稱為塊割樹)。
應用場景
- 網絡可靠性分析:在通信網絡或交通網絡中,雙連通分量幫助識别關鍵節點(割點),從而評估系統抗毀能力。
- 電路設計:用于檢測印刷電路闆(PCB)中可能因單點故障導緻斷連的區域。
算法實現
Tarjan算法通過深度優先搜索(DFS)遍曆圖,利用時間戳和回溯值判斷割點,時間複雜度為O(V+E),其中V為頂點數,E為邊數。具體實現可參考經典教材《算法導論》或開源代碼庫GeeksforGeeks的教程。
網絡擴展解釋
雙連通分量是圖論中描述圖結構連通性強弱的重要概念,分為點雙連通分量和邊雙連通分量兩種類型:
1. 點雙連通分量(Biconnected Component)
- 定義:一個無向圖的子圖,若滿足以下條件:
- 任意兩點間存在至少兩條不共享中間節點的路徑(即移除任意一個節點後,子圖仍保持連通)。
- 該子圖是滿足此條件的極大子圖(無法通過添加更多邊或節點擴展)。
- 特點:
- 點雙連通分量之間通過關節點(Articulation Point)連接。移除關節點會導緻圖分裂為多個連通分量。
- 例如:環狀圖中每個環都是一個點雙連通分量;樹結構中沒有點雙連通分量(所有非葉子節點均為關節點)。
2. 邊雙連通分量(Edge-Biconnected Component)
- 定義:一個無向圖的子圖,若滿足以下條件:
- 任意兩點間存在至少兩條不共享邊的路徑(即移除任意一條邊後,子圖仍保持連通)。
- 該子圖是滿足此條件的極大子圖。
- 特點:
- 邊雙連通分量之間通過橋(Bridge)連接。移除橋會導緻圖分裂為多個連通分量。
- 例如:一個簡單環是邊雙連通的;若圖中存在橋,則橋兩側的邊雙連通分量會被分割。
3. 區别與聯繫
- 關鍵差異:
- 點雙連通更嚴格:點雙連通的子圖一定是邊雙連通的,但反之不成立。
- 例如:兩個環通過一個公共節點連接,構成點雙連通分量(移除公共節點會分裂),但邊雙連通分量可能包含整個結構(若沒有橋)。
- 應用場景:
- 網絡可靠性分析(如通信網絡、交通規劃中識别關鍵節點或邊)。
- 電路設計(确保冗餘路徑)。
4. 算法實現
常用Tarjan算法高效求解雙連通分量,通過深度優先搜索(DFS)和回溯标記關節點或橋。例如:
- 點雙連通:記錄DFS訪問順序和回溯值,判斷是否存在關節點。
- 邊雙連通:通過移除所有橋後,剩餘連通分量即為邊雙連通分量。
通過分析雙連通分量,可以深入理解圖的冗餘性和脆弱性,為優化網絡結構提供理論支持。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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