C12.1 : Les graphes

Activité de présentation : Qui parle à qui ?

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Vocabulaire

Sommets (nœuds) et arêtes (arcs)

Un graphe est une structure de donnée relationnelle.

Un graphe est un ensemble de sommets (nœuds) reliés entre eux par des arêtes (arcs).

Graphe n° 1 : Exemple de représentation d'un graphe

Les sommets comme les arêtes peuvent être associées à des données.

On appelle taille du graphe le nombre de sommets (nœuds) de ce graphe.

Graphe orienté ou non orienté

Lorsque le sens des liaisons entre les nœuds est pris en compte, on parle de graphe orienté.

Graphe n° 2 : Exemple de graphe orienté

Lorsque le sens des liens entre les nœuds n'est pas pris en compte, on parle de graphe non orienté.

Graphe n° 3 : Exemple de graphe non orienté

Remarque : on utilise plutôt le terme arc pour les graphes orientés, et le terme arête pour les graphes non orientés.

Chemin

Un chemin entre deux nœuds est une séquence finie de nœuds et/ou d'arcs (arêtes) permettant de les relier.

La longueur d'un chemin est le nombre d'arcs (arêtes) de ce chemin.

Voisinage

Deux nœuds sont dits adjacents ou voisins s'ils sont reliés par un arc (arête).

Dans le cas d'un graphe orienté, on distingue les successeurs et les prédécesseurs.

Applications pour bien comprendre (sur papier)

Application 1

Graphe n° 1

1) Lister tous les chemins permettant d'aller de 1 à 5.

2) Donner le nombre de voisins de chaque nœud.

Application 2

Graphe n° 2
Graphe n° 3

Pour chacun des deux graphes, répondre aux questions suivantes :

Un langage pour représenter les graphes : le DOT

Le site viz-js.com permet de rentrer des données au format DOT et de visualiser ces données sous forme graphique.

La page suivante donne quelques exemples de codes : lien.

A faire : En vous appuyant sur ces exemples, reproduire les graphes n° 1, n° 2 et n° 3.

Graphe n° 1
Graphe n° 2
Graphe n° 3

Exemples d'utilisation

Utilisation des graphes pour la cartographie (sur papier)

On s'intéresse ici aux applications de cartographie.

Carte extraite de l'API OpenStreetMap

Question : Quel graphe peut permettre de stocker les informations utilisées par les logiciels de cartographie pour déterminer la meilleure route à suivre pour aller d'un endroit à un autre ?

Labyrinthes (sur papier)

Exemple 1

On considère le labyrinthe suivant :

A faire : Associer ce labyrinthe à un graphe. On expliquera la démarche adoptée.

Exemple 2

A faire : Même question avec le labyrinthe suivant :