Path Minimum Representasi Graph dalam Matriks

Gambar 2.3. Graph G dengan 7 verteks Gambar 2.3. di atas terdiri dari: Verteks A B C D E F G Derajat-dalam indegree 2 2 4 1 1 2 Derajat-luar outdegree 4 1 3 3 1 Jumlah derajat dalam dan jumlah derajat luar sama dengan 12 yaitu jumlah arc. Pada Gambar 2.3. Verteks A adalah sumber source karena edgenya berawal pada A tetapi tidak berakhir di A. Sedangkan C dan D adalah verteks tujuan sink karena edgenya berakhir di C dan di D tetapi tidak berawal di verteks itu.

2.3. Path Minimum

Salah satu aplikasi graph berarah berlabel yang sering dipakai adalah mencari path terpendek diantara 2 verteks. Jika masalahnya adalah mencari jalur tercepat, maka path terpendek tetap dapat digunakan dengan cara mengganti nilai edge. A B G E D F C Universitas Sumatera Utara Definisi 2.5. Misalkan G adalah suatu graph. Di mana v dan w adalah 2 verteks dalam G. Suatu Walk dari v ke w adalah barisan verteks-verteks berhubungan dan edge secara berselang-seling, diawali dari verteks v dan diakhiri pada verteks w. Walk dengan panjang n dari v ke w ditulis: v e 1 v 1 e 2 v 2 … v n-1 e n v n dengan v = v; v n = w; v i-1 dan v i adalah verteks-verteks ujung edge e i. Path dengan panjang n dari v ke w adalah walk dari v ke w yang semua edgenya berbeda. Path dari v ke w dituliskan sebagai v = v e 1 v 1 e 2 v 2 … v n-1 e n v n = w dengan e i ≠ e j untuk i ≠ j. Definisi 2.6. Lintasan adalah suatu barisan edge k i i i e e e ., ,......... , 2 1 sedemikian rupa sehingga verteks terminal j i e berimpit dengan verteks awal 1 + j i e untuk 1 ≤ j ≤ k – 1. Contoh 2.2. Gambar 2.4. Graph dengan 6 verteks dan 10 edge Pada Gambar 2.4. di atas terdapat: a. Semua edge berbeda e 1 , e 3 , e 4 , dan e 5 masing-masing muncul sekali. Ada verteks yang berulang v 3 muncul 2 kali. Verteks awal dan verteks akhir tidak sama verteks awal = v 1 dan verteks akhir = v 4 . Barisan ini merupakan path dari v 1 ke v 4 dengan panjang 4. b. Ada edge yang muncul lebih dari sekali, yaitu e 5 muncul 2 kali berarti barisan tersebut merupakan walk dari v 1 ke v 5 dengan panjang 5. v 1 v 2 v 3 v 6 v 5 v 4 e 10 e 9 e 6 e 5 e 4 e 7 e 8 e 3 e 1 e 2 Universitas Sumatera Utara

2.4. Representasi Graph dalam Matriks

Matriks dapat digunakan untuk menyatakan suatu graph. Jika graph dinyatakan sebagai suatu matriks, maka perhitungan-perhitungan yang diperlukan dapat dilakukan dengan mudah. Kesulitan utama merepresentasikan graph dalam suatu matriks adalah keterbatasan matriks untuk mencakup semua informasi yang ada dalam graph. Akibatnya ada bermacam-macam matriks untuk menyatakan suatu graph tertentu. Tiap-tiap matriks tersebut mempunyai keuntungan yang berbeda-beda dalam menyaring informasi yang dibutuhkan pada graph. Misalkan G adalah sebuah graph dengan verteks-verteks v 1 , v 2, …, v m dan edge-edge e 1, e 2, …, e n . Definisi 2.7. Matriks adjacency Misalkan A = a ij adalah matriks m x m yang didefinisikan oleh 1 jika {u, v } adalah edge, yaitu v i adjacent terhadap v j lainnya A disebut matriks adjacency dari G. Perhatikan a ij = a ji , sehingga A adalah sebuah matriks simetris. Didefinisikan sebuah matriks adjacency untuk sebuah multigraph dengan pemisalan a ij menyatakan jumlah edge {v i, v j }. Definisi 2.8. Matriks Insiden Misalkan M = m ij adalah matriks m x n yang didefinisikan oleh 1 verteks v i adalah incident pada edge e j. 0 lainnya M disebut matriks incidence dari G. Perhatikan Gambar 2.5 berikut ini. a ij = m = Universitas Sumatera Utara Gambar 2.5. Graph dengan 5 verteks dan 8 edge Pada Gambar 2.5. Matriks adjacency A = a ij dari graph G. Karena G mempunyai 5 verteks maka A akan menjadi matriks 5 x 5. Jika ada sebuah edge antara v i dan v j , maka a ij = 1. Jika sebaliknya, maka a ij = 0. Ini akan menghasilkan matriks berikut: v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 1 1 1 1 1 A = v 2 1 1 v 3 1 1 1 1 v 4 1 1 1 v 5 1 1 1 Pada Gambar 2.5. Matriks Incidence M = m ij dari graph G. Jika G mempunyai 5 verteks dan 8 edge, maka M akan menjadi matris 5 x 8. Jika verteks v i anggota dari edge e j, maka m ij =1, jika sebaliknya, maka m ij = 0 untuk lainnya. Ini akan menghasilkan matriks berikut. v 4 v 3 v 5 v 2 v 1 e 5 e 8 e 6 e 7 e 4 e 3 e 2 e 1 Universitas Sumatera Utara e 1 e 2 e 3 e 4 e 5 e 6 e 7 e 8 v 1 1 1 1 1 v 2 1 1 A = v 3 1 1 1 1 v 4 1 1 1 v 5 1 1 1

2.5. Shortest Path