Граф ближайших соседей

Граф ближайших соседей (ГБС) для множества P, состоящего из n объектов в метрическом пространстве (например, для множества точек на плоскости с евклидовой метрикой) — это ориентированный граф, вершинами которого служат элементы множества P, в котором существует ориентированное ребро из p в q, если q является ближайшим соседом p (т.е. расстояние от p до q не больше, чем от p до любого другого объекта из P).

Во многих обсуждениях направление рёбер игнорируется и ГБС определяется как обычный (неориентированный) граф. Однако отношение ближайшего соседства не является симметричным, т.е. если q является ближайшим соседом p, то p не обязательно будет ближайшим соседом q.

В некоторых обсуждениях, чтобы сделать выбор ближайшего соседа единственным, множество P индексируется и когда происходит выбор ближайшего объекта, выбирается объект с наибольшим индексом.

Граф k-ближайших соседей (k-ГБС) — это граф, в котором две вершины p и q связаны ребром, если расстояние между p и q находится среди k наименьших расстояний от p до других объектов в P. ГБС является частным случаем k-ГБС, а именно, это 1-ГБС. k-ГБС удовлетворяют условиям теоремы о планарном разбиении — их можно разбить на два подграфа с максимум n(d + 1)/(d + 2) вершинами путём удаления O(k1/dn1 − 1/d) точек.

Другой частный случай — (n − 1)-ГБС. Этот граф называется графом дальних соседей (ГДС).

В теоретических обсуждениях алгоритмов часто предполагается некий вид общего положения, а именно, что для каждого объекта ближайший (k-ближайший) сосед единственен. При имплементации алгоритмов необходимо учитывать, что это условие не всегда выполняется.

ГДС как для точек на плоскости, так и для точек в многомерных пространствах, находят приложения, например, в сжатии данных, для планирование движения и размещения объектов. В статистическом анализе алгоритм цепей ближайших соседей, основанный на путях в этом графе, может быть использовано для быстрого поиска иерархических кластеризаций. Графы ближайших соседей являются также предметом вычислительной геометрии.

Источник: Википедия

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я