【アルゴリズム・データ構造】方向を持たない頂点間のつながり!「無向エッジと無向グラフ」|情報処理問題1000本ノック
基本情報技術者試験、応用情報技術者試験のアルゴリズム・データ構造(グラフ理論)分野で基本となる重要概念。「無向エッジ(無向辺)」の定義と、対となる「有向エッジ(有向辺)」との違いを攻略しましょう。
1. 【 問題 】:テクノロジ系(アルゴリズム・グラフ理論)
【 問題 】 データ構造におけるグラフ(Graph)に関する記述です。頂点(ノード)同士を結ぶ辺(エッジ)のうち、接続する2点間に方向や順序関係を持たず、両方向に双方向で辿ることができるエッジは、次のうちどれか。
(ア)有向エッジ(Directed Edge)
(イ)無向エッジ(Undirected Edge)
(ウ)重み付きエッジ(Weighted Edge)
(エ)自己ループ(Self-loop)
2. 正解:
正解:(イ)無向エッジ(Undirected Edge)
3. 解説:「『矢印のない線』=どちらからでも通れる双方向の結びつき!」
グラフ構造は、点である「頂点(ノード / バート・Vertex)」と、点を結ぶ線である「辺(エッジ・Edge)」で構成されます。
エッジに矢印(向き)がなく、順序関係を持たないものを無向エッジと呼び、全エッジが無向エッジであるグラフを無向グラフと呼びます。
| 種類 | エッジの表記 | 関係性の特徴 | 現実世界の例 |
|---|---|---|---|
| (イ)無向エッジ (Undirected Edge) |
単なる線 ($A - B$) |
順序関係を持たない。 $A \to B$ も $B \to A$ も同等。 |
SNSの「相互フレンド関係」、双方向通行の道路網 |
| (ア)有向エッジ (Directed Edge) |
矢印付きの線 ($A \to B$) |
明確な方向・順序関係を持つ。 起点(始点)と終点が決まっている。 |
SNSの「フォロー・フォロワー」、一方通行の道路、処理の依存関係・フローチャート |
1. 理解のコツ:
・「AさんとBさんは友達である」という関係は、互いに向きがないため無向エッジです。
・「AさんがBさんのWebサイトへリンクを貼っている」という関係は、一方通行の矢印になるため有向エッジです。
2. 試験対策の視点:
・問題文に「順序関係を持たない」「方向がない」「双方向に辿れる」と出たら、迷わず無向エッジ(無向グラフ)を選択しましょう!
・グラフの最短経路問題(ダイクストラ法やプリム法など)を解く際も、対象が「無向グラフ」か「有向グラフ」かで隣接行列・隣接リストの構造が変わるため、基礎として必須の概念です。
4. まとめ
頂点間に方向や順序関係を持たず、両方向に辿ることができる辺。これが無向エッジです。矢印によって明確な進行方向を持つ有向エッジとの違いも含めてしっかり整理しておきましょう!