原住民族考試四等考試-電子工程類科計算機概要104 年第 20 題單選題
下列相鄰矩陣(adjacency matrix)所表示的無向圖(undirected graph)中,共有多少個連通單元(connected component)?
010100100100000001110001000001001110
A正確答案
無向圖連通單元數量判斷:觀察相鄰矩陣對稱性與非零元素分佈,確認所有節點是否可互相到達。
為什麼答案是 A
正確。將矩陣轉化為圖形後可發現:節點1-2-4-6-3-5形成一條貫穿所有節點的路徑(1↔2, 2↔4, 4↔6, 6↔3, 6↔5),故整個圖為單一連通單元。
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完整詳解
Pro · 無限重點 無向圖連通單元數量判斷:觀察相鄰矩陣對稱性與非零元素分佈,確認所有節點是否可互相到達。
畫出6個節點的連線圖或檢查矩陣幂次,若任兩點間皆有路徑則連通單元為1。本題矩陣顯示全圖連通。
逐選項分析
A✓ 正確
正確。將矩陣轉化為圖形後可發現:節點1-2-4-6-3-5形成一條貫穿所有節點的路徑(1↔2, 2↔4, 4↔6, 6↔3, 6↔5),故整個圖為單一連通單元。
B✕ 陷阱
錯誤。可能誤判節點3或5為孤立群體,但實際上節點3透過6連接、節點5也直接連6,並未形成獨立子圖。
C✕ 陷阱
錯誤。可能將矩陣中零較多的區域誤認為分隔區塊,但未考慮間接路徑(如3→6→5)仍可連通。
D✕
錯誤。此選項對應多個完全分離的子圖,但本題矩陣明顯存在跨區連結,不可能有4個連通單元。
連通單元判斷要點
| 判斷方法 | 適用情境 | 注意事項 | 計算複雜度 |
|---|
| 視覺化繪圖 | 節點數≤10 | 注意對稱性與自環 | O(n²) |
| 矩陣幂次法 | 理論分析 | Aᵏ[i][j]>0表k步內可達 | O(n³logk) |
| DFS/BFS遍歷 | 程式實作 | 需標記已訪問節點 | O(V+E) |
| Union-Find | 動態連通性 | 適合邊逐步加入場景 | O(Eα(V)) |
相鄰矩陣中零元素集中易讓人誤以為圖不連通,但無向圖只需單一路徑即可連通。務必驗證間接連結(如節點3雖未直連1,2,4,5,但經6可達全部)。