算法设计与分析

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出版者:清华大学出版社
作者:吕国英
出品人:
页数:275
译者:
出版时间:2006-3
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787302124375
丛书系列:
图书标签:
  • 设计思想
  • 计算机
  • 编程思想
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  • 复杂度分析
  • 递归
  • 分治法
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具体描述

本书内容遵循《中国计算机科学与技术学科教程2002》(“China Computing Curricula 2002”,简称“CCC2002”)的知识体系,介绍了算法及其设计、分析的基础知识,并通过大量例题,讲解了枚举法、递推法、分治法、贪婪算法、动态规划及与图搜索有关的算法策略。除此之外,还对算法设计基本工具的使用和算法设计中的技巧做了讲解,这些是算法设计的重要基础。最后通过例题进行了算法设计的实践。算法用类C语言描述,摒弃了C语言独有的符号,用接近自然语言(英语)的符号,可读性强,适合于不同程序设计语言背景的读者学习。

本书可以作为高等院校计算机及其相关专业高年级本科生和研究生算法设计课程的教材,也可作为计算机工作者、广大程序设计爱好者和信息学爱好者的参考书。

《算法设计与分析》是一本深入探讨计算机科学核心领域——算法设计的权威著作。本书致力于为读者构建一套严谨的思维框架,以便理解、评估和创造解决各类计算问题的有效方案。 内容聚焦与深度解析: 本书的精髓在于其对算法设计方法论的全面梳理和深度剖析。它不仅仅是列举各种已有的算法,更侧重于传授读者“如何设计”算法的思维过程和策略。从基础的递归和分治策略,到动态规划、贪心算法,再到更高级的网络流和 NP-完全性理论,本书都进行了细致入微的讲解。 递归与分治: 这是算法设计的基石。本书将从理解递归的本质入手,通过大量的实例,例如著名的归并排序、快速排序等,展示如何将一个大问题分解为更小的、相同类型的问题来解决,并如何巧妙地合并子问题的解以得到最终答案。读者将学会识别问题中的递归结构,并将其转化为清晰的算法。 动态规划: 对于具有重叠子问题和最优子结构特性的问题,动态规划提供了一种强大的解决方案。本书会详细讲解如何构建状态转移方程,以及如何通过自底向上或自顶向下(带有记忆化)的方式来避免重复计算,从而获得最优解。经典的背包问题、最长公共子序列问题等都会被深入探讨。 贪心算法: 在某些情况下,局部最优的选择可以导向全局最优。本书会阐述贪心算法的设计原则,并通过实例如活动选择问题、霍夫曼编码等,帮助读者理解何时何地可以使用贪心策略,以及如何证明其正确性。 图算法: 图是描述关系型数据的强大工具。本书将涵盖一系列关键的图算法,包括图的遍历(深度优先搜索 DFS 和广度优先搜索 BFS)、最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)、最小生成树算法(Prim、Kruskal)等。这些算法在网络路由、社交网络分析、资源分配等领域有着广泛的应用。 NP-完全性理论: 随着问题规模的增大,许多算法的计算时间会呈指数级增长,变得难以在合理时间内解决。本书将引入 NP-完全性理论,解释这一概念的意义,以及如何在面对 NP-完全问题时采取近似算法或启发式方法来寻求可行的解决方案。 分析与评估: 除了设计算法,本书同样重视对算法进行严谨的分析和评估。读者将学习到: 时间复杂度和空间复杂度分析: 这是衡量算法效率的关键指标。本书将详细介绍大 O 记法、大 Ω 记法、大 Θ 记法等渐进分析技术,帮助读者量化算法在输入规模增大时的运行时间和内存占用。 平均情况和最坏情况分析: 理解算法在不同输入分布下的表现至关重要。本书将教授如何进行最坏情况分析,以及在某些情况下如何进行平均情况分析,从而更全面地了解算法的性能。 证明算法的正确性: 设计出算法只是第一步,证明其能够正确地解决问题同样重要。本书将引导读者学习如何运用数学归纳法、循环不变量等方法来证明算法的正确性。 本书的特色: 理论与实践结合: 本书不仅提供了扎实的理论基础,还辅以大量的伪代码和实例,方便读者将理论知识转化为实际编码能力。 清晰的逻辑结构: 内容组织条理清晰,循序渐进,从基础概念到高级主题,层层递进,确保读者能够逐步掌握。 丰富的习题: 每章末尾都配有不同难度和类型的习题,旨在巩固所学知识,并激发读者独立思考和解决问题的能力。 面向广泛读者: 无论您是计算机科学专业的学生,还是希望提升算法能力的软件工程师、数据科学家,甚至是任何对高效计算解决方案感兴趣的读者,都能从中受益。 通过研读《算法设计与分析》,读者将能够掌握构建高效、可靠的计算解决方案的核心技能,为应对日益复杂和大规模的计算挑战奠定坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我购买这本书的初衷,其实是想系统地梳理一下自己在计算机科学学习中遗漏的知识点,尤其是一些关于效率和优化方面的概念。读完之后,我发现这本书远超出了我的预期。它对问题的分析非常深入,能够从不同的角度去审视同一个问题,然后提出多种解决方案。比如在讲解分治策略时,它不仅仅介绍了快速排序和归并排序,还对比了它们在不同数据分布下的性能表现,并深入分析了原因。这种细致入微的对比分析,让我对算法的理解更加透彻,也更加明白了“没有银弹”的道理——每种算法都有其适用范围和局限性。更让我惊喜的是,书中还触及了一些 NP-hard问题和近似算法,这让我了解到即使是目前计算能力无法完美解决的问题,也有其研究和应对的方法。这种视野的拓展,让我对计算机科学的边界有了更深的认识,也激发了我进一步探索更前沿领域的兴趣。而且,书中对每种算法的复杂度分析都非常严谨,并且提供了清晰的数学证明,这对于建立扎实的理论基础至关重要。总之,这本书是一本既有广度又有深度的佳作,能够帮助读者构建一个全面而扎实的算法知识体系。

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这本书简直是一本打开新世界大门的钥匙!我一直对计算机科学的底层原理感到好奇,但很多书籍要么过于理论化,要么过于偏向工程实践,总感觉缺了点什么。直到我翻开这本书,才找到了那种既有深度又不失趣味的学习体验。它没有上来就抛出晦涩的数学公式,而是从最直观的例子开始,比如解决一个简单的排序问题,然后层层递进,引出各种巧妙的算法思想。我特别喜欢作者在讲解动态规划时,那种循序渐进的引导方式,就像是在跟我一起解决一个层层剥茧的谜题,而不是直接丢给我一个高深莫测的理论。书中对不同算法的复杂度分析也清晰明了,让我能够真正理解为什么某个算法比另一个算法效率高,以及在什么情况下应该选择哪种算法。而且,它不仅仅是罗列算法,更注重培养读者的算法思维,教你如何去分析问题,如何去设计有效的解决方案。读完之后,我感觉自己看待编程问题的方式都发生了改变,不再是生搬硬套,而是能够更灵活、更有创造性地去思考。对于想要深入理解计算机科学精髓的初学者和有一定基础但想进一步提升的开发者来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。

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这本书给我带来的最大惊喜,在于它对算法“设计”理念的强调。很多人提到算法,可能只会想到“背诵”几个著名的算法,然后套用到题目中。但这本书却引导我思考“为什么”要设计这样的算法,以及“如何”才能设计出更优的算法。它不仅仅是告诉你“怎么做”,更是教会你“为什么要这么做”。在分析回溯算法的时候,作者不仅仅给出了代码,更详细地讲解了它如何通过剪枝来优化搜索空间,这种对效率提升的关注,让我觉得这本书非常有价值。我之前在做一些项目的时候,常常会遇到一些棘手的问题,感觉现有的算法不够用,或者效率太低,但又不知道如何改进。这本书中的思想,比如贪心算法的设计思路,如何通过局部最优来逼近全局最优,给了我很多启发。它让我明白,算法设计并非遥不可及,而是一种可以习得的、系统性的思维过程。书中对各种算法的比较和权衡,也让我学会了在不同的场景下做出明智的选择,而不仅仅是盲目地使用某种“流行”的算法。对于想要在算法领域有所建树,或者希望提升自己解决复杂问题能力的人来说,这本书绝对是必读之作。

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说实话,我之前对“算法”这个词总有一种畏惧感,觉得它离我这个非计算机专业的学生太远了。身边很多同学都在推荐各种编程书,但它们大多侧重于语言本身的语法或者一些应用层的开发,让我觉得学习效果不那么扎实。这本书的出现,彻底颠覆了我对算法的认知。它用一种非常亲切、易懂的语言,将那些曾经让我望而却步的算法概念一一拆解。作者的写作风格非常棒,像是有一位经验丰富的老师在耐心指导你,而不是冷冰冰地陈述事实。我特别喜欢它在介绍递归时,用一个生动的例子来解释“自己调用自己”的过程,瞬间就理解了。而且,书中大量的图示和表格,更是帮助我直观地理解算法的执行流程,比如在解释二分查找时,那种不断缩减搜索范围的过程,通过图示一下子就清晰了。它还鼓励读者去动手实践,提供了很多小的练习题,让我能够边学边练,真正地将理论知识转化为实践能力。我感觉自己不仅学到了算法,更学到了一种解决问题的思维方式,这种思维方式在其他学科的学习中也能派上用场,让我受益匪浅。

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作为一名在软件开发一线摸爬滚打了几年的人,我时常感到知识体系的壁垒,尤其是在处理一些性能瓶颈问题或者设计复杂的系统时,总会觉得力不从心,需要大量查阅资料,而且往往是零散的信息。这本书的出现,真的就像是给我搭建了一个坚实的知识框架。它涵盖了从基础的搜索、排序到更高级的图论算法、近似算法等等,几乎囊括了算法领域的核心内容。我印象最深刻的是书中关于图算法的章节,它不仅仅列举了Dijkstra、Floyd-Warshall等经典算法,还深入剖析了它们的应用场景以及背后所蕴含的思想,比如如何用最短路径算法来解决网络路由问题,如何用最小生成树来优化网络连接。最妙的是,这本书并没有止步于算法本身,而是花了大量的篇幅去讲解如何去分析算法的优劣,如何进行时间复杂度和空间复杂度的评估,甚至还涉及到一些证明技巧,这让我能够更严谨地去评估自己设计的算法,从而写出更高效、更健壮的代码。对于我这样需要不断优化和解决实际问题的开发者来说,这本书无疑是一本“武功秘籍”,让我能够更从容地应对各种技术挑战。

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