一个图G可以表示为一个二元组(V, E),其中V和E分别是结点和边的有限集合。图可以分为有限图与无限图,一般研究感兴趣的是有限图。在下面的讨论中,如果没有特殊说明,就认为V={v1, v2, …, vn},E={e1, e2, …, em},即结点数|V|=n,边数|E|=m。

  图的边 图G的边可以是有方向的,也可以是无方向的,分别称为有向边和无向边,连接两个结点vi和vj的边e记为(vi, vj),此时称两个结点称为相邻结点。如果e为无向边,则两个结点称为边的两个端点;如果时有向边则两个点分别称为始点和终点。两个结点之间可以有多条边。

   与图的某结点v关联的所有边数称为结点的度,记为d(v)。对于有向边,以v为起点的边数之和称为v的正度,记为d+(v);以v为终点的边数之和称为v的负度,记为d(v)。关于度有一些简单的性质:
  √ 任何一个图G中所有结点的度之和等于边数的两倍;
  √ 任何一个图G中度为奇数的结点为偶数个;
  √ 任何一个有向图(定义见下)中正度之和等于负度之和。

  子图 给定图G=(V, E)和G'=(V', E'),如果,则称G'为G的子图(Subgraph)。如果G'是G的子图且包含了G的所有顶点,则称G'为G的支撑子图或生成子图。如果G'是G的子图且包含了包含了图G在V'之间的所有边,则称为G的导出子图。

  图的路径 对于图G和一个序列,如果序列中每个元素都是图G的结点,且序列中相邻两个元素所对应的结点之间都有边相连,则此序列称为图G中从v0到vk的一个路径(Path)。如果图G的两个结点u和v之间有一个路径,则称从u可以到达v。如果路径上的结点各不相同,则称为简单路径。如果路径的起点和终点相同,则称为环。如果环的内部结点各不相同,则称为简单环。

  图的分类 如果图G的所有边都是无向边,则称为无向图;如果所有边都是有向边则称为有向图;既包含有向边又包含无向边的图称为混和图。本节只研究有向图和无向图。图中所有结点之间都有边相连的图叫完全图。如果图G中任何两个结点u和v之间都有存在路径,则称为连通图(Connected Graph)。如果图G中不存在环,则称为森林(Forest);连通的森林称为树(Tree)。

  有关图的更多信息,请参见清华大学出版社出版的《图论与代数结构》(戴一奇等编著)。