ต้นไม้ (ทฤษฎีกราฟ)
ต้นไม้ (อังกฤษ: tree) คือ กราฟที่สองจุดยอดใดๆจะมีวิถีเดินทางถึงกันได้เพียงวิถีเดียว หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า เป็นกราฟที่ไม่มีวัฏจักรแต่เป็นกราฟที่เชื่อมต่อกันหมด สำหรับกราฟที่ไม่เชื่อมต่อกันหมดเราเรียกว่า ป่า (forest)
ส่วนประกอบของต้นไม้ แก้ไข
- ใบ (leaf) หมายถึง จุดยอดที่มีระดับขั้นเท่ากับ หนึ่ง
- กิ่ง หมายถึง เส้นเชื่อมที่เชื่อมมาที่ใบ
- ราก (root) หมายถึง จุดยอดใดจุดยอดหนึ่งที่ถูกกำหนดขึ้นมาให้เป็นราก
- ความสูงของจุดยอด (vertice height) หมายถึง จำนวนเส้นเชื่อมบนวิถีจากจุดยอดใดๆถึงราก
- ความสูงของต้นไม้ (tree height) หมายถึง ความสูงของใบที่มากที่สุด
ต้นไม้ประเภทต่างๆ แก้ไข
- ต้นไม้ทอดข้าม (spanning tree) หมายถึง กราฟย่อยของกราฟใดๆซึ่งมีลักษณะเป็นต้นไม้และมีจุดยอดทุกจุดของกราฟเป็นจุดยอดทุกจุดของต้นไม้ด้วย
- ต้นไม้มีราก (root tree) เป็นต้นไม้ที่ถูกกำหนดให้จุดยอดหนึ่งจุดที่ถูกกำหนดให้เป็น ราก ซึ่งจะทำให้สามารถกำหนดทิศทางให้กับเส้นเชื่อมต่าง ๆ ได้อย่างเป็นธรรมชาติ โดยอาจจะให้เป็นทิศทางที่ชี้ เข้าหา ราก หรือ ออกจาก ราก
- ต้นไม้ย่อย (subtree) หมายถึงกราฟย่อยของต้นไม้
คุณสมบัติ แก้ไข
ถ้า G เป็น ต้นไม้แบบไม่มีทิศทางเชิงเดียว G จะสอดคล้องกับเงื่อนไขที่สมมูลกันด้านล่างนี้
- G เป็นกราฟที่เชื่อมต่อกันและไม่มีวัฏจักร (cycles)
- G ไม่มีวัฏจักรและถ้าเพิ่มเส้นเชื่อมใด ๆ เข้าไปใน G จะทำให้เกิดวัฏจักรขึ้น
- G เป็นกราฟที่เชื่อมต่อกัน และ การลบเส้นเชื่อมใด ๆ ออกทำให้ G ไม่เชื่อมต่อกัน
- จุดยอดสองจุดใด ๆ ใน G สามารถเชื่อมต่อกันด้วยวิธีเชิงเดียว ที่มีเพียงเส้นเดียวเท่านั้น
- ถ้า G มีจุดยอดเป็นจำนวนจำกัด n จุดยอด จะมีเส้นเชื่อม n − 1 เส้น
- G ไม่มีวัฏจักรและมีเส้นเชื่อม n − 1 เส้น
ป่า แก้ไข
ถ้า G เป็นกราฟแบบไม่มีทิศทางเชิงเดียวจะเรียกว่า ป่า ได้ ก็ต่อเมื่อ G นั้นไม่มีวัฏจักรเชิงเดียว ดังนั้น ต้นไม้ต้นเดียวอาจเรียกว่า ป่า ได้