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グラフアルゴリズムポータルmd 0313d1b
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グラフアルゴリズムポータル

date2026-07-14document_iddoc_abc7f7f63c0013b40ed92cbe0a46ed1cdescriptionグラフアルゴリズムの講義を、探索・到達可能性・最短路・ダイクストラ法の順に学習するための入口である。type講義statusactiverelateddata/lecture/information/algorithm/algorithms-portal.lecture.n.md / data/lecture/information/graph/graph-basics.lecture.n.md / data/lecture/information/algorithm/search/dfs-and-bfs-basics.lecture.n.md / data/lecture/information/algorithm/graph/shortest-path-basics.lecture.n.md / data/lecture/information/algorithm/graph/dijkstra-algorithm-basics.lecture.n.md
portalalgorithmgraphlecture

1導入どうにゅう

このポータルでは、グラフの基本概念きほんがいねんから探索たんさく、最短路問題さいたんろもんだい、ダイクストラ法ほうへ進すすむ学習順序がくしゅうじゅんじょを説明せつめいする。

グラフアルゴリズムでは、まず頂点ちょうてん・辺へん・隣接りんせつ・道みち・距離きょりを定義ていぎする。次つぎにDFSとBFSによって到達可能性とうたつかのうせいを判定はんていし、BFSが無重むおもみグラフの最短距離さいたんきょりを計算けいさんする理由りゆうを理解りかいする。その後ご、辺へんの重おもみを含ふくむ最短路問題さいたんろもんだいを定式化ていしきかし、重おもみが非負ひふである場合ばあいの解法かいほうとしてダイクストラ法ほうを学習がくしゅうする。

2学習目標がくしゅうもくひょう

  • 無重むおもみグラフと重おもみ付つきグラフの相違そういを説明せつめいできる。
  • 到達可能性とうたつかのうせいの判定はんていと最短路さいたんろの計算けいさんを区別くべつできる。
  • 無重むおもみ最短路さいたんろにはBFSを、非負ひふの重おもみをもつ最短路さいたんろにはダイクストラ法ほうを選択せんたくできる。
  • 各手法かくしゅほうの前提条件ぜんていじょうけんを確認かくにんし、適用範囲てきようはんいを説明せつめいできる。

3学習順序がくしゅうじゅんじょ

3.11. グラフの基本きほん

探索たんさくと最短路さいたんろの共通言語きょうつうげんごとなる頂点ちょうてん、辺へん、隣接りんせつ、道みち、距離きょりを確認かくにんする。

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3.22. DFSとBFS

DFSとBFSによる到達可能性とうたつかのうせいの判定はんていを学習がくしゅうする。BFSについては、各辺かくへんの費用ひようが等ひとしい無重むおもみグラフにおける最短性さいたんせいも確認かくにんする。

data/lecture/information/algorithm/search/dfs-and-bfs-basics.lecture.n.md

3.33. 最短路問題さいたんろもんだい

道みちの長ながさを辺数へんすうで測定そくていする場合ばあいと、辺へんの重おもみの総和そうわで測定そくていする場合ばあいを区別くべつする。これにより、BFSと重おもみ付つき最短路さいたんろアルゴリズムの適用条件てきようじょうけんを整理せいりする。

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3.44. ダイクストラ法ほう

辺へんの重おもみがすべて非負ひふであるという前提ぜんていのもとで、ダイクストラ法ほうが暫定距離ざんていきょりを確定かくていする原理げんりを学習がくしゅうする。負ふの重おもみを含ふくむグラフには、この手法しゅほうを適用てきようできない。

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4手法選択しゅほうせんたくの基準きじゅん

問題もんだいの条件じょうけん目的もくてき基本手法きほんしゅほう
重おもみを考慮こうりょしない到達可能性とうたつかのうせいの判定はんていDFSまたはBFS
各辺かくへんの費用ひようが同おなじ正せいの定数ていすうである辺数へんすうの最小化さいしょうかBFS
辺へんごとに異ことなる非負ひふの重おもみがある重おもみの総和そうわの最小化さいしょうかダイクストラ法ほう
負ふの重おもみがある重おもみの総和そうわの最小化さいしょうかダイクストラ法ほうの適用対象外てきようたいしょうがい

Graph Algorithms Portal

1Introduction

This portal explains the learning sequence from graph fundamentals through traversal and shortest-path problems to Dijkstra's algorithm.

Graph algorithms begin by defining vertices, edges, adjacency, paths, and distance. DFS and BFS then determine reachability, and the BFS lecture establishes why BFS computes shortest distances in an unweighted graph. The shortest-path lecture subsequently formulates problems involving edge weights, and the final lecture presents Dijkstra's algorithm for the case in which all weights are nonnegative.

2Learning objectives

  • Explain the distinction between unweighted and weighted graphs.
  • Distinguish reachability testing from shortest-path computation.
  • Select BFS for unweighted shortest paths and Dijkstra's algorithm for shortest paths with nonnegative weights.
  • Identify the assumptions of each method and explain its domain of applicability.

3Learning sequence

3.11. Graph fundamentals

Review vertices, edges, adjacency, paths, and distance, which form the common language of traversal and shortest paths.

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3.22. DFS and BFS

Study how DFS and BFS determine reachability. For BFS, also establish shortest-path correctness when every edge has the same cost, as in an unweighted graph.

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3.33. Shortest-path problems

Distinguish measuring path length by the number of edges from measuring it by the sum of edge weights. This distinction determines whether BFS or a weighted shortest-path algorithm is applicable.

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3.44. Dijkstra's algorithm

Under the assumption that every edge weight is nonnegative, study the principle by which Dijkstra's algorithm finalizes tentative distances. The method is not applicable to graphs containing negative edge weights.

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4Method-selection criteria

Problem conditionObjectiveBasic method
Weights are not consideredDetermine reachabilityDFS or BFS
Every edge has the same positive costMinimize the number of edgesBFS
Edges have possibly different nonnegative weightsMinimize the sum of weightsDijkstra's algorithm
Some edge has a negative weightMinimize the sum of weightsOutside the domain of Dijkstra's algorithm
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