4.1 Kostra grafu

Definice 4.1 (Kostra grafu / Spanning tree)

Nechť $G = (V, E)$ je souvislý graf.

Podgraf $K$ nazveme kostrou grafu $G$, pokud

  1. $V(K) = V(G)$

  2. $K$ je strom

Pozorování 4.1

Nesouvislé grafy nemají kostru, kostru má každá souvislá komponenta.

Kostra souvislého grafu je tedy souvislý podgraf nad stejnou množinou vrcholů s nejmenším počtem hran.

Souvislý graf s kružnicemi má více různých koster, např.

Věta 4.1 (O správnosti algoritmu BFS_kostra)

Nechť $G = (V, E)$ je souvislý graf.Potom hrany do předchůdců v BFS tvoří nějakou kostru grafu $G$.

Zobrazit důkaz

  • Označme $H$ graf na množině vrcholů $V$ s hranami do předchůdců (podle pole vyplněného algoritmem BFS).

  • Víme, že každý vrchol kromě počátečního vrcholu má právě jednoho předchůdce. Tedy $H$ má právě $n − 1$ hran.

  • Se znalosti BFS bude určitě platit, že po hranách do předchůdců je možné se z každého vrcholu dostat do $s$ (kde $s$ je počáteční vrchol BFS), neboli pro každý vrchol v existuje v $H$ sled z $v$ do $s$ a protože složením sledů vznikne sled, je graf $H$ souvislý.

$\square$