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TNSI : Vocabulaire des Graphes Orientés⚓︎

Arcs⚓︎

Arcs

Les liens entre sommets s'appellent des Arcs 🇫🇷 ou Edges 🇬🇧

Chemins Orientés⚓︎

Définition⚓︎

Chemins Orientés

Un Chemin (Orienté) est une suite (finie) consécutive d'arcs (entrants-sortants) sur un graphe orienté.

G22112->1331->3551->5444->23->4003->00->20->5666->3

Un Chemin (Orienté)
de Longueur 3

Longueur d'un Chemin Orienté⚓︎

Longueur d'un Chemin Orienté

La Longueur du chemin (orienté) est le nombre d'arcs du chemin.

Exp

G44224->2112->1331->3

\(\quad\) noté \(\quad 4 \rightarrow 2 \rightarrow 1 \rightarrow 3 \quad\) est un chemin de longueur \(3\)

Cycles Orientés ou Circuits⚓︎

Circuits

G00220->2550->5112->1331->31->53->0443->44->2666->3

Un autre Circuit
(Cycle Orienté)
de Longueur 4

G00220->2550->5112->1331->31->53->0443->44->2666->3

Un Circuit
(Cycle Orienté)
de Longueur 4

  • Un Circuit ou Cycle (Orienté) est un chemin (orienté) menant d'un sommet à lui-même
  • La Longueur du circuit est la longueur du chemin sous-jacent
    Exemple : \(0 \rightarrow 2 \rightarrow 1 \rightarrow 3 \rightarrow 0\) est un circuit de longueur \(4\)
  • Un graphe orienté sans aucun circuit est un graphe orienté acyclique 🇫🇷, ou Directed Acyclic Graph (DAG) 🇬🇧

Exemples d'utilisation des Graphes Orientés Acycliques - DAG

Les DAG sont utilisés pour :

  • les cryptomonnaies et la blockchain
  • le logiciel de versionning Git
  • les chemins des Labyrinthes parfaits (càd sans sycles)

Simple / Faible Connexité⚓︎

Simple/Faible Connexité

Un graphe orienté est dit simplement connexe, ou faiblement connexe, ou connexe, si en remplaçant chaque arc orienté par une arête non orientée, on obtient ainsi un graphe non orienté (dit associé) qui soit connexe.

G66336->300220->22->6112->11->3551->53->0444->24->3884->8999->15->4775->77->47->8

Graphe Orienté
Simplement Connexe

G66336--300220--22--6112--11--3551--53--0444--24--3884--8999--15--4775--77--47--8

Graphe Non Orienté
Connexe associé

Connexité Forte⚓︎

Connexité Forte⚓︎

Connexité Forte

Un graphe orienté dans lequel deux sommets quelconques sont toujours connectés par un chemin orienté (de l'un vers l'autre), est appelé un graphe fortement connexe

G66336->300220->22->6112->11->3551->53->0444->24->3884->8999->15->4775->77->47->8

Graphe NON
Fortement Connexe

G66336->300220->22->6112->11->3551->53->0444->24->35->4775->77->4

Graphe
Fortement Connexe

Pte

Un graphe orienté est fortement connexe
\(\Leftrightarrow\) Quels que soient les sommets s et v de G :

  • Il existe toujours un chemin orienté de s vers v
  • Il existe toujours un chemin orienté de v vers s

\(\Leftrightarrow\) Quels que soient les sommets s et v de G, il existe un circuit passant par s et v

Exemple le graphe d'un réseau social est connexe, mais pas le graphe du réseau routier mondial n'est PAS connexe

Composante Fortement Connexe⚓︎

Composante Fortement Connexe

Lorsque le graphe orienté est composé de plusieurs "morceaux" (en fait de plusieurs sous-graphes "induits" par un sous-ensemble de sommets, qui peuvent -ou pas- être reliés entre eux par des arêtes du graphe) dont chacun est fortement connexe, chaque morceau est appelé une composante connexe forte ou une composante fortement connexe.

G77887->8998->99->710109->1000220->2550->5112->1331->31->53->0443->44->2666->3

Chaque couleur
représente une
Composante
Fortement Connexe

Pte

  • Chaque composante fortement connexe est fortement connexe
  • Deux sommets quelconques d'une composante fortement connexe sont toujours connectés (reliables par un chemin orienté)
  • Tout circuit est fortement connexe

Illustrations⚓︎

GclusterCompoConnexe0Composante ForteclusterCircuitcircuitclusterCompoConnexe1Composante Forte00110->1220->2330->3440->4551->52->3992->93->910104->10111110->11889->88->28->38->11665->66->1776->71515161615->16171716->17181816->18191917->1919->1518->192020212120->21232320->23222221->2221->23242423->24
Graphe G Orienté Non Pondéré,
Non Connexe, Non Fortement Connexe,
et Un Chemin 2 -> 3 -> 9 -> 8 -> 11 de longueur 4
GclusterCompoConnexe0Composante ForteclusterCircuitcircuitclusterCompoConnexe1Composante Forte00110->14220->25330->30.8440->47551->532->35992->973->9510104->106111110->118889->848->238->388->112665->616->12776->721515161615->164171716->172181816->185191917->19119->15318->1972020212120->213232320->234222221->22521->238242423->249
Graphe G Orienté Pondéré
Non Connexe, Non Fortement Connexe
et Un Chemin 0 -> 1 -> 5 -> 6 -> 7, de poids total $=4+3+1+2=10$