The Art of Computer Programming, Volume 4,  Fascicle 3

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出版者:Addison-Wesley Professional
作者:[美] Donald Knuth
出品人:
页数:160
译者:
出版时间:2005-08-05
价格:USD 19.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780201853940
丛书系列:
图书标签:
  • Knuth
  • 计算机
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具体描述

Finally, after a wait of more than thirty-five years, the first part of Volume 4 is at last ready for publication. Check out the boxed set that brings together Volumes 1 - 4A in one elegant case, and offers the purchaser a $50 discount off the price of buying the four volumes individually. The Art of Computer Programming, Volumes 1-4A Boxed Set, 3/e ISBN: 0321751043 Art of Computer Programming, Volume 4, Fascicle 3, The: Generating All Combinations and Partitions: Generating All Combinations and Partitions This multivolume work on the analysis of algorithms has long been recognized as the definitive description of classical computer science.The three complete volumes published to date already comprise a unique and invaluable resource in programming theory and practice. Countless readers have spoken about the profound personal influence of Knuth's writings. Scientists have marveled at the beauty and elegance of his analysis, while practicing programmers have successfully applied his "cookbook" solutions to their day-to-day problems. All have admired Knuth for the breadth, clarity, accuracy, and good humor found in his books. To begin the fourth and later volumes of the set, and to update parts of the existing three, Knuth has created a series of small books called fascicles, which will be published at regular intervals. Each fascicle will encompass a section or more of wholly new or revised material. Ultimately, the content of these fascicles will be rolled up into the comprehensive, final versions of each volume, and the enormous undertaking that began in 1962 will be complete. Volume 4, Fascicle 3 This fascicle continues Knuth's authoritative chapter on combinatorial algorithms, ultimately to be included in Volume 4 of The Art of Computer Programming. The previous fascicle from Volume 4, which covered the generation of all tuples and permutations, is now complemented by techniques for generating all combinations and partitions. In Knuth's thorough discussion of these two topics, readers will find much that is new, as well as surprisingly rich ties to material in Volumes 1 through 3 and to other aspects of computer science and mathematics. As usual, this fascicle includes a bounty of creative exercises, as well as intriguing challenges posed by yet-unsolved questions.

《计算机程序设计艺术,卷四,第三分册》—— 深入探索算法与组合结构 概述 《计算机程序设计艺术》系列,由享誉盛名的计算机科学家唐纳德·高德纳(Donald E. Knuth)倾力打造,是计算机科学领域公认的里程碑式巨著。该系列以其严谨的数学分析、详尽的算法描述和深刻的编程思想,为无数计算机从业者和研究者提供了宝贵的知识财富。本书系卷四的第三分册,将聚焦于组合算法的广阔天地,特别是那些涉及生成、枚举和分析组合结构的核心技术。 核心内容概览 本分册将以前两分册在基础算法和数据结构上的铺垫为基石,深入探究各种组合对象(如排列、组合、图、树等)的生成和计数问题。高德纳教授将以其特有的精确和详尽,引导读者穿越复杂算法的迷宫,理解其背后的数学原理,并掌握高效实现这些算法的编程技巧。 主要章节与主题(不包含具体书籍内容) 组合对象的生成算法: 本部分将系统性地介绍各类组合对象的生成方法。这包括但不限于: 排列与组合的生成: 探讨如何按字典序、逆字典序或其他特定顺序生成给定集合的所有排列和组合。这对于解决各种需要穷举的组合问题至关重要。 子集生成: 介绍生成一个集合的所有子集的高效算法,包括位向量法、递归法等,并分析它们的复杂度。 图的生成: 探索生成具有特定性质(如节点数、边数、连通性)的图的算法,这在网络分析、建模等领域具有广泛应用。 树的生成: 涉及生成各种类型的树(如二叉树、有根树、无根树)的方法,及其在数据结构和算法设计中的重要性。 划分与分拆: 深入研究整数的划分和集合的划分,探讨其生成算法及其在组合数学和计算数论中的应用。 组合计数与分析: 在生成的基础上,本分册还将重点关注如何精确地计数以及对组合结构进行深入分析。 组合数学基础: 回顾和扩展与组合对象相关的数学工具,如二项式系数、斯特林数、贝尔数等,并介绍如何利用它们进行计数。 生成函数: 深入讲解生成函数在组合计数中的强大力量,演示如何利用生成函数来推导组合对象的数量公式,以及如何利用代数方法解决计数难题。 概率方法与渐近分析: 探讨如何运用概率论的工具来分析组合结构的平均性质,以及如何对大型组合对象的性质进行渐近分析,揭示其统计规律。 特定结构的分析: 对常见的组合结构(如随机图、随机树)进行深入的性能分析,揭示其关键参数的期望值、方差以及分布特性。 算法实现与效率考量: 高德纳教授的书籍一贯强调算法的实际可操作性,本分册也不例外。 高效算法设计: 介绍设计能够快速生成大量组合对象的算法,并分析其时间复杂度和空间复杂度。 数据结构选择: 探讨在实现组合算法时,选择合适的数据结构对效率的影响,例如如何有效地表示和操作图、树等。 编程技巧与优化: 提供具体的编程实践建议,包括如何避免常见的错误、如何进行代码优化以提高性能,以及如何利用低层细节来提升效率。 算法的不可判定性与复杂性: 简要触及某些组合问题的计算复杂性边界,介绍NP完全性等概念,帮助读者理解哪些问题可能难以高效解决。 本书的价值与意义 《计算机程序设计艺术,卷四,第三分册》不仅仅是一本关于算法的书籍,它更是一部关于思维方式和解决问题能力的指南。通过对组合算法的系统性学习,读者将能够: 深刻理解组合学的基本原理: 掌握枚举、计数和分析组合对象的数学工具和方法。 提升算法设计与分析能力: 能够独立设计和分析复杂的组合算法,并对其性能进行评估。 拓展解决实际问题的思路: 将组合算法的思想应用于各种领域,如数据科学、机器学习、密码学、生物信息学等。 培养严谨的科学态度: 学习高德纳教授一丝不苟的治学精神,注重细节,追求精确。 本书适合于计算机科学专业的本科生、研究生、研究人员,以及任何对算法、组合数学和计算科学感兴趣的专业人士。它将为读者打开一扇通往组合世界的大门,激发对计算之美的更深层次的探索。

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读后感

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我一直认为,《计算机程序设计艺术》不仅仅是一套教科书,更是一种精神的象征。它代表着对知识的虔诚、对精确的追求以及对数学之美的崇尚。即使我尚未亲眼见到第四卷的第三部分,但仅凭它作为这个伟大系列的组成部分,我就知道它必然承载着非凡的价值。我脑海中浮现出高德纳教授那孜孜不倦的身影,他在浩如烟海的算法世界中,不断挖掘、梳理、总结,为我们构建起一道坚实的知识壁垒。我期望这本书能够像以往的卷册一样,为我提供解决疑难杂症的有力工具,为我的编程思维注入新的活力,甚至可能启发我思考更深层次的计算问题。在科技飞速发展的今天,我们更容易被表面的光鲜所吸引,而忽视了那些支撑这一切的基石。而高德纳教授的著作,恰恰是让我们回归本真,理解技术本质的最佳途径。

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《计算机程序设计艺术》第四卷第三部分的到来,对我而言,简直如同期盼已久的节日。即便尚未真正沉浸其中,仅是这份沉甸甸的期待本身,就足以激起我无数的遐想。我脑海中描绘着高德纳教授那标志性的严谨与博学,想象着他如何将那些深邃的算法奥秘,以一种既能让新手望而却步,又能让资深玩家如获至宝的方式娓娓道来。我期待着他用数学的语言解构复杂的问题,用精巧的代码展示思想的力量。这本书的出版,对于我这样在编程世界中摸爬滚打多年的老兵来说,无疑是一次精神的盛宴。我常常在思考,在如此浩瀚的计算机科学领域,还有哪些未被探索的角落,还有哪些尚未被清晰阐述的理论?而高德纳教授,这位伟大的思想家,总能敏锐地捕捉到那些关键点,并用他独特的方式将其呈现在我们面前。我迫不及待地想知道,在这一册中,他将带领我们进入怎样奇妙的数学和算法之旅,去揭示那些隐藏在简洁代码背后的深刻逻辑。

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作为一名在计算机领域探索了十余载的实践者,我深知“艺术”二字在《计算机程序设计艺术》中的分量。它绝非枯燥的理论堆砌,而是数学的优雅、逻辑的精妙以及工程的实用主义的完美融合。高德纳教授以其无与伦比的洞察力,将计算机科学的基石打磨得如此坚实,以至于每一次翻阅,都能获得新的启发。尽管我尚未有机会一睹第四卷第三部分的风采,但可以预见,它定然延续了前几卷的严谨与深度。我常常在想,当今世界,信息爆炸,技术日新月异,但那些支撑这一切的底层算法和数据结构,却如同一棵参天大树的根基,历久弥新。高德纳教授的著作,就是对这些根基最清晰、最详尽的阐释。我渴望从中学习到如何用更高效、更优雅的方式解决问题,如何将抽象的数学概念转化为可执行的代码,并在复杂的计算难题面前,找到那条通往最优解的“艺术”之路。

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我至今仍清晰地记得,初次接触《计算机程序设计艺术》时的震撼。那是一种被知识的深度和广度所淹没的感觉,同时又被其严谨的逻辑和清晰的阐述所吸引。高德纳教授的著作,更像是一本沉淀了数十年的智慧宝典,每一次阅读,都会有新的感悟。第四卷第三部分的到来,对我而言,如同在已知的广阔海洋中,又发现了一片充满宝藏的未知水域。虽然我尚未深入其中,但从过往的经验来看,这本书必然会带来新的算法模型、更精深的分析方法,以及对某些计算难题的全新视角。我期待着它能够引领我突破思维的瓶颈,去理解那些我曾经以为遥不可及的复杂概念。在快速变化的科技浪潮中,能够沉下心来,深入钻研这些基础性的知识,是保持清醒头脑和持续进步的关键。

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对于任何一个真正热爱计算机科学的人来说,《计算机程序设计艺术》都是一座不可逾越的高峰。它的每一卷,每一个部分,都凝聚着高德纳教授毕生的心血和对知识极致的追求。我还没有机会翻开第四卷的第三部分,但仅仅是想到它可能包含的内容,我的内心就已充满了期待。我猜测,它会延续系列一贯的风格,将那些抽象的数学理论与具体的编程实践紧密结合,用严谨的推导和详实的例子,揭示算法的本质。在当前这个追求快速迭代和表面创新的时代,能够有一部如此扎实的著作,引导我们回归本源,深入理解计算机科学的核心,显得尤为可贵。我期待着,在这一部分中,能够获得解决某些棘手问题的全新思路,能够加深对某些经典算法的理解,甚至能够发现一些新的研究方向。

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