Grundlagen von Graphen
Ein Graph besteht aus einer Menge von Knoten (V) und Kanten (E), die diese Knoten verbinden. Stell dir ein U-Bahnnetz vor, wo Stationen die Knoten und Verbindungen zwischen ihnen die Kanten sind. Ein Pfad ist eine Folge von verbundenen Knoten – wie deine Route von zu Hause zur Schule.
Es gibt verschiedene Arten von Graphen. In gewichteten Graphen haben Kanten unterschiedliche Werte, etwa Entfernungen zwischen Städten. Bei gerichteten Graphen haben Kanten eine Richtung, ähnlich wie Einbahnstraßen. Ungerichtete Graphen erlauben dagegen Bewegungen in beide Richtungen.
Ein vollständiger Graph verbindet jeden Knoten direkt mit jedem anderen – wie in einer Gruppe, wo jeder jeden kennt. In der Praxis nutzt man zur Darstellung von Graphen oft eine Adjazenzmatrix. Diese Tabelle zeigt, welche Knoten miteinander verbunden sind und bei gewichteten Graphen auch die Stärke der Verbindung.
Wusstest du? Die Eulerbedingung gibt an, wann ein Graph einen Eulerweg (alle Kanten genau einmal durchlaufen) haben kann: Von jedem Knoten, außer höchstens zwei, muss eine gerade Anzahl von Kanten ausgehen.
Bei einer Adjazenzmatrix für einen ungerichteten Graph ist die Matrix symmetrisch zur Hauptdiagonale – das bedeutet, wenn Knoten A mit B verbunden ist, ist auch B mit A verbunden. Bei gerichteten Graphen zeigt die Zeile den Ausgangsknoten und die Spalte den Zielknoten einer Kante.