计算机算法的设计与分析

计算机算法的设计与分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:Alfred V.Aho
出品人:
页数:470
译者:
出版时间:2006-1-1
价格:48.00元
装帧:平装
isbn号码:9787111177753
丛书系列:经典原版书库
图书标签:
  • 算法
  • algorithm
  • 计算机
  • 数据结构与算法
  • 英文原版
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  • programming
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  • 贪心算法
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具体描述

本书是一部经典著作,着重介绍了计算机算法设计领域的统一原则和基本概念。书中深入分析了一些计算机模型上的算法,介绍了一些有效算法常用的数据结构和编程技术,为读者提供了有关递归方法、分治方法和动态规划方面的详细实例和实际应用,并致力于更有效算法的设计和开发。同时,对NP完全等问题能否有效求解进行了分析,并探索了应用启发算法解决问题的途径。另外,本书还提供了大量富有指导意义的习题。

本书可以作为高等院校计算机专业本科生和研究生算法设计课程的教材,也可以作为计算机算法理论中更高级课程的教材。

《数据结构与算法:核心原理与实践应用》 本书深入探讨了计算机科学的基石——数据结构和算法。它旨在为读者构建坚实的概念框架,并提供将理论知识转化为实际编程技能的途径。本书不仅仅是理论的罗列,更强调理论与实践的紧密结合,通过大量的代码示例和精心的练习题,引导读者一步步理解并掌握各种算法的精髓。 核心内容概述: 本书内容涵盖了以下几个关键领域: 第一部分:数据结构基础 线性数据结构: 数组(Array): 深入剖析数组的内存布局、访问效率,以及基于数组实现的常见操作(插入、删除、查找)。讨论了动态数组(如C++的`std::vector`,Java的`ArrayList`)的内部机制和性能权衡。 链表(Linked List): 详述单向链表、双向链表和循环链表的结构特点、节点操作(插入、删除、遍历),并分析其与数组在插入删除操作上的效率差异。 栈(Stack): 介绍栈的LIFO(后进先出)原则,基于数组和链表实现栈,并展示栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等实际问题中的应用。 队列(Queue): 讲解队列的FIFO(先进先出)原则,基于数组和链表实现队列,并探讨队列在多任务调度、广度优先搜索等场景下的作用。 非线性数据结构: 树(Tree): 二叉树(Binary Tree): 详细介绍二叉树的定义、遍历方式(前序、中序、后序),以及递归与迭代遍历的实现。 二叉搜索树(Binary Search Tree, BST): 深入理解BST的查找、插入、删除操作,并分析其在最坏情况下的性能退化问题。 平衡二叉搜索树(Balanced BST): 介绍AVL树和红黑树的平衡机制,以及它们如何通过旋转等操作保证查找、插入、删除操作的对数时间复杂度。 堆(Heap): 讲解最大堆和最小堆的性质,堆的插入、删除(提取最大/最小元素)操作,以及堆在优先队列和堆排序中的应用。 B树与B+树(B-Tree & B+ Tree): 探讨这些数据结构在文件系统和数据库索引中的重要性,理解它们的多路查找特性。 图(Graph): 图的表示: 详解邻接矩阵和邻接表两种表示方法,并分析它们的优缺点。 图的遍历: 深入理解深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法,并展示它们在连通性判断、寻路等问题中的应用。 哈希表(Hash Table): 哈希函数: 讨论设计良好哈希函数的原则,以及常见的哈希函数构造方法。 冲突解决: 详述链地址法(拉链法)和开放地址法(线性探测、二次探测、双重哈希)等冲突解决技术,并分析它们的性能影响。 应用: 阐述哈希表在字典、集合、缓存等场景下的高效应用。 第二部分:核心算法设计与分析 排序算法(Sorting Algorithms): 简单排序: 冒泡排序、选择排序、插入排序的实现原理、时间复杂度和空间复杂度分析。 高效排序: 快速排序(Quick Sort)的枢轴选择策略、分区过程,以及其平均和最坏情况下的性能。归并排序(Merge Sort)的分治思想和稳定性。 特殊排序: 堆排序(Heap Sort)的构建堆和提取堆顶过程。计数排序(Counting Sort)、桶排序(Bucket Sort)、基数排序(Radix Sort)等非比较排序算法的适用条件和实现。 稳定性与复杂度分析: 详细比较各种排序算法的时间、空间复杂度,以及算法的稳定性。 搜索算法(Searching Algorithms): 线性查找(Linear Search): 最基本的查找方法。 二分查找(Binary Search): 适用于有序数组的对数时间复杂度查找,以及其变种(查找第一个/最后一个等于目标值的元素)。 递归与分治(Recursion and Divide and Conquer): 递归思想: 深入理解递归的定义、基本要素(基线条件、递归调用),以及如何将其转化为迭代。 分治策略: 分析典型的分治算法,如归并排序、快速排序、汉诺塔问题、矩阵乘法等,理解其如何将大问题分解为小问题解决。 动态规划(Dynamic Programming, DP): 基本思想: 揭示动态规划的核心——“最优子结构”和“重叠子问题”,以及如何通过状态转移方程来解决问题。 常见DP问题: 详细讲解背包问题(0/1背包、完全背包)、最长公共子序列、最长递增子序列、硬币找零、矩阵链乘法等经典动态规划问题,提供清晰的解题思路和代码实现。 贪心算法(Greedy Algorithms): 贪心选择性质: 理解贪心算法适用的条件,即局部最优选择能够导致全局最优解。 经典应用: 讲解活动选择问题、霍夫曼编码、最小生成树(Kruskal算法、Prim算法)的贪心策略。 图算法(Graph Algorithms): 最短路径算法: Dijkstra算法: 求解单源非负权最短路径。 Bellman-Ford算法: 求解单源可包含负权最短路径,并能检测负权环。 Floyd-Warshall算法: 求解所有顶点对之间的最短路径。 最小生成树算法: Prim算法: 贪心策略,逐步生长最小生成树。 Kruskal算法: 贪心策略,按边权重从小到大添加边。 拓扑排序(Topological Sort): 针对有向无环图(DAG)的顶点排序。 回溯与分支限界(Backtracking and Branch and Bound): 回溯法: 讲解如何通过深度优先搜索的策略,系统地搜索解空间,当发现当前路径不满足条件时进行“回溯”。典型问题如N皇后问题、数独求解。 分支限界法: 介绍如何利用剪枝策略,在搜索过程中排除不可能得到最优解的分支,以提高搜索效率。 第三部分:算法分析与复杂度 渐进时间复杂度与空间复杂度: 详细介绍大O记法(O)、大Ω记法(Ω)和大Θ记法(Θ),用于描述算法在输入规模增大时的时间和空间消耗的增长趋势。 常用复杂度类别: O(1)、O(log n)、O(n)、O(n log n)、O(n^2)、O(2^n)等,并分析不同复杂度算法的性能差异。 最好、最坏、平均情况分析: 理解针对同一算法,在不同输入下的性能表现可能存在差异。 递归方程求解: 介绍主定理(Master Theorem)等方法,用于求解递归算法的时间复杂度。 实践导向: 本书的每一章节都配有精心设计的代码示例(通常使用C++或Java,并可根据读者需求调整),清晰地展示算法的实现细节。丰富的练习题从易到难,覆盖了概念理解、算法实现和问题解决等多个层面,帮助读者巩固所学知识,并培养独立解决算法问题的能力。 适用读者: 本书适合计算机科学、软件工程、人工智能等相关专业的本科生、研究生,以及希望系统学习数据结构与算法的程序员和技术爱好者。无论您是初学者,还是希望深化理论理解、提升编程技巧的开发者,都能从本书中获益。 通过阅读本书,您将能够: 深刻理解各种基本和高级数据结构的内部工作原理。 熟练掌握多种经典算法的设计思想和实现方法。 能够准确分析算法的时间和空间复杂度,并选择最优的算法方案。 提升抽象思维能力和解决复杂计算问题的能力。 为后续学习更高级的计算机科学主题打下坚实的基础。

作者简介

Alfred V.Aho 普林斯顿大学获得博士学位,现任贝尔实验室基础科学研究院副院长.计算机科学研究中心主任.ACM自动控制与可计算性理论特别兴趣组副主席以及美国国家科学基金会计算机与信息技术顾问委员会主席.

Johnc E.Hopcroft 于斯坦福大学获得博士学位,美国康奈尔大学计算机科学系教授.美国国家工程院院士,曾担任贝尔实验室的顾问.

Jeffreyc D.Ullman 于普林斯顿大学获得博士学位,斯坦福大学电子工程教授.美国国家工程院院士.

目录信息

读后感

评分

<Data Structures and Algorithms>主要内容来本书的前六章。 可以说是本书的一个通俗化读本。 因此,本书可以说是高级版本,学术性很强,内容较深。本书1974年出版,虽然时间很早,但本书仍然是算法领域不可或缺的经典读物。 ------------------------- 如同灰姑娘书,恐龙书...

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<Data Structures and Algorithms>主要内容来本书的前六章。 可以说是本书的一个通俗化读本。 因此,本书可以说是高级版本,学术性很强,内容较深。本书1974年出版,虽然时间很早,但本书仍然是算法领域不可或缺的经典读物。 ------------------------- 如同灰姑娘书,恐龙书...

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<Data Structures and Algorithms>主要内容来本书的前六章。 可以说是本书的一个通俗化读本。 因此,本书可以说是高级版本,学术性很强,内容较深。本书1974年出版,虽然时间很早,但本书仍然是算法领域不可或缺的经典读物。 ------------------------- 如同灰姑娘书,恐龙书...

评分

<Data Structures and Algorithms>主要内容来本书的前六章。 可以说是本书的一个通俗化读本。 因此,本书可以说是高级版本,学术性很强,内容较深。本书1974年出版,虽然时间很早,但本书仍然是算法领域不可或缺的经典读物。 ------------------------- 如同灰姑娘书,恐龙书...

用户评价

评分

我是一名对计算机科学的底层原理充满好奇的学生,《计算机算法的设计与分析》这本书,仅仅是标题就让我感到一股强大的吸引力。我猜想,它会带领我深入算法的世界,从最基本的概念开始,一步步揭示算法设计的美妙之处。我特别想了解,书中是如何讲解递归(Recursion)和分治(Divide and Conquer)思想的,这两种思想是很多复杂算法的基础。我也对书中关于图算法的讲解非常期待,图论在很多领域都有着广泛的应用,比如社交网络分析、交通路线规划等。我希望书中能够详细讲解各种图遍历算法,比如深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),以及它们在解决实际问题中的应用。此外,我还会关注书中是否有关于数据结构与算法结合的内容,比如如何利用堆(Heap)和优先队列(Priority Queue)来优化某些算法。我喜欢那种能够激发我思考的书籍,我猜想这本书会包含很多挑战性的习题,能够帮助我巩固所学知识,并培养我的问题解决能力。这本书给我的感觉,就像是一张通往算法世界的地图,指引着我去探索那些未知的领域。

评分

作为一名在软件行业工作多年的工程师,我一直在寻找一本能够系统性梳理和深化我对算法理解的书籍。《计算机算法的设计与分析》这本书,给我的第一印象就是它的专业性和权威性。我猜测,它会以一种严谨的学术态度,深入剖析各种算法的设计思想、数学原理和实现细节。我特别关注书中关于 NP-hard 和 NP-complete 问题的内容,这部分往往是算法理论中最具挑战也最引人入胜的部分。我希望书中能够清晰地解释这些概念,并介绍一些近似算法(Approximation Algorithms)和启发式算法(Heuristic Algorithms)来处理这类问题。另外,我还对书中关于并行算法(Parallel Algorithms)和分布式算法(Distributed Algorithms)的探讨很感兴趣,随着计算能力的飞速发展,这些领域的知识变得越来越重要。我喜欢那种能够将理论与实践相结合的书籍,我猜想这本书中会提供丰富的算法实现代码示例,并且会针对不同算法的性能进行详细的分析和比较。我期待它能够成为我职业生涯中一个宝贵的参考工具,帮助我设计出更高效、更健壮的软件系统。

评分

我一直对算法领域充满好奇,但又总觉得入门无从下手。《计算机算法的设计与分析》这本书,虽然我还没来得及细读,但从它扎实的理论基础和严谨的逻辑结构来看,绝对是这个领域的“定海神针”。我猜想,它会从最基础的概念讲起,比如什么是算法,如何衡量算法的优劣,时间复杂度和空间复杂度又是如何确定的。我特别期待它能够深入浅出地讲解各种经典的排序算法,像是快速排序、归并排序,以及搜索算法,比如二分查找。这些都是编程中最基本也最核心的工具,如果能在这里打下坚实的基础,对后续学习更复杂的算法会非常有帮助。而且,我一直觉得,真正优秀的算法书籍,不仅仅是罗列公式和代码,更重要的是能够引导读者理解算法背后的设计思想和优化技巧。这本书给我的感觉就是这样,它不会停留在“how-to”,而是会深入到“why-so”。我甚至想象,书中可能会有很多图示和例子,来帮助我们更直观地理解那些抽象的概念。比如,当讲到动态规划时,我希望它能像剥洋葱一样,一层层揭示问题的最优子结构和重叠子问题,最终引导出简洁高效的递推公式。这本书的封面设计也很朴素专业,给人一种可靠的感觉,让我觉得它里面蕴含的知识一定非常宝贵。我已经在期待着,在我遇到编程难题时,能够翻开这本书,找到那把解决问题的钥匙。

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坦白说,我是一名在算法领域摸爬滚打了几年的程序员,也算看过不少相关的书籍。但《计算机算法的设计与分析》这本书,仅仅是浏览了目录和部分章节,就让我感受到了它与众不同的深度和广度。它似乎不是一本“速成”指南,而是致力于构建读者对算法的全面认知。我特别想知道,它在数据结构方面会花多大的篇幅?是会将数据结构与算法融会贯通,还是会独立成章?毕竟,一个优秀的算法往往离不开高效的数据结构支撑。我猜测,书中可能会详细解析图论算法,比如Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法,以及它们在实际应用中的场景,比如最短路径的计算。我还对书中关于贪心算法和回溯法的讲解非常感兴趣,这两种算法往往能解决很多看似复杂但又有迹可循的问题。我喜欢那种能够一步步引导读者分析问题、构建模型、最终找到最优解的过程。而且,我特别期待书中能够包含一些关于算法复杂度分析的进阶技巧,比如摊还分析(Amortized Analysis),这对于理解某些动态数据结构的性能至关重要。这本书的气质,就像一位经验丰富的导师,它不会给你现成的答案,而是会教会你思考的方法,让你自己能够独立解决问题。

评分

我对《计算机算法的设计与分析》这本书最大的期待,在于它是否能够帮助我提升解决实际问题的能力。作为一名正在学习计算机科学的学生,我知道理论知识固然重要,但更重要的是如何将这些理论应用于解决现实世界的各种挑战。我猜想,这本书不会仅仅停留在介绍各种算法的原理,更会深入探讨这些算法的适用范围、优缺点以及在不同场景下的优化策略。我特别希望能看到书中包含一些经典的算法案例分析,比如如何使用动态规划来解决背包问题,或者如何利用图算法来优化网络路由。这些具体的例子,能够帮助我更好地理解算法的实际价值。我也期待书中能够讲解一些更高级的算法,比如网络流算法(Network Flow Algorithms)或者字符串匹配算法(String Matching Algorithms),这些算法在很多领域都有着广泛的应用,了解它们能够极大地拓宽我的视野。而且,我一直觉得,一本优秀的算法书,应该能够培养读者的“算法思维”,也就是一种能够将复杂问题分解、抽象、建模,并最终找到高效解决方案的思维方式。《计算机算法的设计与分析》这本书,从它的名字就可以感受到这种力量,我希望它能够真正帮助我成为一个更优秀的算法开发者。

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