连通图是在图的拓扑空间意义上连通的,即图中任意两点之间都存在路径。不连通的图称为非连通图。根据此定义,空图和单例图被认为是连通的,而节点数 的空图是非连通的。
根据 West (2001, p. 150) 的说法,单例图 “令人恼火地不一致”,因为它虽然是连通的(特别是 1-连通的),但为了讨论连通性的一致性,它被认为具有顶点连通度
。
如果 是简单图
的邻接矩阵,则
的项
是从顶点
到顶点
的
-步行的数量。因此,具有
个节点的图是连通的当且仅当
没有矩阵元素等于零。
具有 个节点的连通图满足
其中 是顶点
的顶点度(并且除了单例图
的情况外,该不等式可以严格成立)。然而,虽然此条件是图连通的必要条件,但不是充分条件;满足上述不等式的任意图可能是连通的或非连通的。
对于 , 2, ...,
-节点连通未标记图的数量为 1, 1, 2, 6, 21, 112, 853, 11117, 261080, ... (OEIS A001349)。(不一定连通的) 未标记
-节点图的总数由前述序列的欧拉变换给出,1, 2, 4, 11, 34, 156, 1044, 12346, ... (OEIS A000088; Sloane 和 Plouffe 1995, p. 20)。此外,一般来说,如果
是满足某些性质的
个节点上的未标记连通图的数量,则欧拉变换
是具有相同性质的未标记图(连通或非连通)的总数。欧拉变换的这种应用称为 Riddell 公式。
-节点上连通标记图的数量为 1, 1, 4, 38, 728, 26704, ... (OEIS A001187),并且 (不一定连通的) 标记
-节点图的总数由前述序列的指数变换给出:1, 2, 8, 64, 1024, 32768, ... (OEIS A006125; Sloane 和 Plouffe 1995, p. 19)。
可以使用程序高效地枚举 个节点上的连通图geng(属于nauty)由 B. McKay 使用语法geng -c n。然而,由于程序返回图的顺序geng随着时间的推移和改进的进行而变化,因此此处和GraphData.
可以使用 Wolfram 语言测试图是否为连通图,使用ConnectedGraphQ[g]。
如果 是非连通的,则其补图
是连通的 (Skiena 1990, p. 171; Bollobás 1998)。然而,逆命题不成立,例如可以使用圈图
来说明,它本身是连通的并且与其补图同构。
也可以讨论 k-连通图(即顶点连通度为 的图),其中每个顶点的度至少为
(即度序列的最小值是
)。因此,1-连通图是最小度为
的连通图。