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【応用情報技術者試験】木構造とグラフ構造の違いをわかりやすく解説

「木構造とグラフ構造ってどちらもノードと線で表されるデータ構造だよね?」

応用情報技術者試験でもデータ構造分野で頻出ですが、

  • 何が違うの?
  • 木構造はグラフの一種?
  • ループは作れる?
  • どんな場面で使うの?

で混乱する人がかなり多いテーマです。

この記事では、

  • 木構造とは?
  • グラフ構造とは?
  • 違い
  • 利用例
  • 試験での頻出ポイント

を分かりやすく解説します!


まず結論

木構造

「親子関係を持つ階層構造」


グラフ構造

「ノード同士を自由につなぐ構造」


超簡単にいうと

データ構造特徴
木構造階層型
グラフ構造ネットワーク型

木構造とは?

超頻出!


特徴

データを

親子関係

で管理する。


イメージ

    A
  /   \
 B     C
/ \
D E

用語

重要!


ルート(Root)

一番上のノード


親ノード

上位ノード


子ノード

下位ノード


葉(Leaf)

子を持たないノード


特徴

超重要!


親は1つだけ


ループしない


利用例

  • フォルダ構造
  • 組織図
  • XML
  • HTML

グラフ構造とは?

超頻出!


特徴

ノード同士を

自由に接続できる。


イメージ

 A-----B
 | \   |
 |   \ |
 C-----D

用語

重要!


ノード(頂点)

データ


エッジ(辺)

接続線


特徴

超重要!


親子関係不要


ループ可能


複数経路あり


利用例

  • SNSの友達関係
  • 道路網
  • 鉄道路線
  • 通信ネットワーク

木構造とグラフ構造の違い

超頻出!

比較木構造グラフ構造
構造階層型ネットワーク型
親ノード1つ制限なし
ループ不可可能
経路基本1つ複数あり
利用例フォルダSNS

イメージで理解


木構造

会社
 ├営業部
 ├開発部
 └総務部

組織図のような形。


グラフ構造

Aさん
 ↔ Bさん
 ↔ Cさん
 ↔ Dさん

友達関係のような形。


実は木構造はグラフの一種

発展知識!


木構造は

グラフ構造の特殊形

である。


条件

  • ループなし
  • 階層構造
  • 親が1つ

を満たしたグラフが木構造。


応用情報で頻出

重要!


木探索

二分木
B木

グラフ探索

幅優先探索
深さ優先探索

試験での覚え方

超重要!


木構造

家系図


グラフ構造

路線図


よくあるひっかけ

「木構造はループできる」

→ ❌違う!

木構造は

ループ禁止


ループがあると木構造ではない。


応用情報で超頻出

かなり狙われる👇

  • 木構造
  • グラフ構造
  • ルート
  • 葉ノード
  • 深さ優先探索
  • 幅優先探索

1分で復習!

木構造

階層構造


グラフ構造

ネットワーク構造


木構造

親は1つ


グラフ構造

自由に接続


超重要

木=組織図

グラフ=路線図


練習問題

問題

木構造の特徴として最も適切なものはどれか。

ノード間にループを持つ

親ノードを複数持てる

階層構造を持ち、ループが存在しない

すべてのノードが互いに接続される


解答

正解:ウ

解説

木構造は階層的なデータ構造であり、各ノードは原則として1つの親を持ち、ループを形成しません。


まとめ

木構造とは

「親子関係を持つ階層構造」


グラフ構造とは

「ノード同士を自由に接続する構造」


超重要

  • 木構造=階層型
  • グラフ構造=ネットワーク型
  • 木構造=ループなし
  • グラフ構造=ループ可能
  • 木構造はグラフ構造の一種

まずは、

「木構造=組織図」

「グラフ構造=路線図」

このイメージを持つとかなり理解しやすくなります!


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