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出版者:

作者:曾芬芳 编

出品人:

页数:254

译者:

出版时间:1997-6

价格:34.20元

装帧:

isbn号码:9787313018588

丛书系列:

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• 虚拟现实
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• 计算机图形学
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• 虚拟仿真
• 数字技术

《算法的奥秘》 本书深入浅出地剖析了算法设计的核心思想与实用技巧，旨在为读者构建一个坚实的理论基础，并引导其掌握解决各类计算问题的能力。我们将从算法的本质出发，探讨其效率、正确性以及优雅性，并在此基础上，系统地介绍一系列经典且高效的算法设计范式。 第一部分：算法基础与分析 在开篇，我们将首先澄清“算法”这一概念的真正含义，它远不止于一段代码，而是解决问题的逻辑框架和步骤。我们会详细阐述算法的五个基本要素：有穷性、确定性、输入、输出和有效性。理解这些要素是衡量一个算法是否合格的基石。 紧接着，本书将重点讲解如何评估算法的优劣——算法分析。我们将深入探讨时间复杂度和空间复杂度这两个核心指标，并详细介绍大O记法（O）、大Ω记法（Ω）和等价记法（Θ），让读者能够精确地量化算法的运行时间和资源消耗。通过对不同增长阶数的算法进行比较，例如O(1)、O(log n)、O(n)、O(n log n)、O(n^2)、O(2^n)等，读者将能深刻理解其性能差异，并在实际应用中做出明智的选择。 我们还会介绍递推关系式及其求解方法，如主定理（Master Theorem）和代换法，这些是分析分治算法效率的关键工具。同时，本书也将触及一些常用的数据结构，如数组、链表、栈、队列、树和图，因为它们与算法的效率息息相关，很多算法的实现离不开对这些数据结构的熟练运用。 第二部分：经典算法设计范式 本书的第二部分将聚焦于几种具有广泛应用价值的算法设计范式。 分治法（Divide and Conquer）： 我们将以经典的快速排序（Quicksort）和归并排序（Mergesort）为例，深入剖析分治法的思想：将一个大问题分解为若干个相互独立且规模更小的子问题，然后递归地解决这些子问题，最后将子问题的解合并起来，得到原问题的解。除了排序算法，我们还会探讨在查找（如二分查找）和计算几何等领域中分治法的应用。 动态规划（Dynamic Programming）： 这一范式是解决具有重叠子问题和最优子结构特性的问题的利器。本书将通过背包问题（Knapsack Problem）、最长公共子序列（Longest Common Subsequence）和最短路径问题（Shortest Path Problem，如Floyd-Warshall算法）等经典案例，讲解动态规划的思想：将原问题分解为一系列相互关联的子问题，通过存储并重复利用已计算出的子问题的解，避免重复计算，从而获得最优解。我们将详细讲解状态转移方程的建立以及备忘录法（Memoization）和自底向上法（Bottom-Up）这两种实现动态规划的策略。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 贪心算法是一种在每一步选择局部最优解，期望最终得到全局最优解的策略。我们将通过活动选择问题（Activity Selection Problem）、霍夫曼编码（Huffman Coding）和最小生成树（Minimum Spanning Tree，如Prim算法和Kruskal算法）等实例，展示贪心算法的简洁与高效。同时，我们也会分析贪心算法适用的条件，以及何时它可能失效。 回溯法（Backtracking）与分支限界法（Branch and Bound）： 这两种方法常用于解决搜索类问题，尤其是在状态空间较大时。回溯法通过深度优先搜索的方式，在搜索过程中，当发现当前路径不可能达到解时，就“回溯”到上一步，尝试其他可能的路径。本书将以迷宫求解、N皇后问题和组合问题等为例，深入讲解回溯法的实现。而分支限界法则在回溯法的基础上，引入了剪枝策略，通过限界函数来评估当前分支的潜力，提前排除不可能产生最优解的分支，提高搜索效率。 第三部分：高级算法主题与应用 在掌握了基础的算法设计范式后，本书将进一步拓展视野，介绍一些更高级的算法主题，并探讨它们在实际中的应用。 图算法： 图作为一种强大的数据结构，在网络、交通、社交等领域有着广泛的应用。我们将深入讲解图的遍历算法（深度优先搜索DFS和广度优先搜索BFS），以及著名的图算法，如Dijkstra算法（单源最短路径）和Bellman-Ford算法（可处理负权边）。我们还将介绍拓扑排序（Topological Sort）以及最大流最小割定理（Max-Flow Min-Cut Theorem）等。 字符串匹配算法： 字符串匹配是信息检索、文本处理等领域的关键问题。本书将介绍朴素的字符串匹配算法，并重点讲解更高效的KMP算法（Knuth-Morris-Pratt）和Boyer-Moore算法，以及它们的原理和实现细节。 近似算法与随机算法： 对于一些NP-hard问题，找到精确解可能非常耗时。本书将简要介绍近似算法的设计思想，即在可接受的时间内找到一个接近最优解的解。同时，我们也会触及一些随机算法，它们利用随机性来设计高效的算法，例如蒙特卡洛算法（Monte Carlo Algorithm）。 算法的复杂度类：P、NP、NP-hard与NP-complete： 为了更好地理解问题的难易程度，本书将引入计算复杂性理论的概念，解释P类问题（可在多项式时间内解决）和NP类问题（可在多项式时间内验证解）。我们将深入探讨NP-hard和NP-complete问题，帮助读者认识到某些问题的内在计算挑战。 学习方法与展望 本书在讲解每个算法时，都会提供清晰的伪代码，并辅以大量的图示和详细的步骤分析，力求使抽象的算法概念具象化。每一章节的最后，都配有精心设计的习题，涵盖从概念理解到实际应用的不同难度，帮助读者巩固所学知识。 学习算法，掌握的不仅是具体的算法实现，更是解决问题的思维方式和逻辑推理能力。通过本书的学习，读者将能够独立分析问题的复杂度，选择合适的算法策略，并能够设计出高效、健壮的解决方案。无论您是计算机科学专业的学生，还是希望提升编程能力的开发者，亦或是对计算思维充满好奇的探索者，《算法的奥秘》都将是您不可或缺的智力伙伴。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，硬壳的质感配上那种略带磨砂的触感，拿在手里沉甸甸的，立刻就给人一种“干货满满”的预期。封面那种深邃的蓝色调，中间用一种流动的光影线条勾勒出某种抽象的结构，让人联想到宇宙的深空，或者说某种极其复杂的赛博空间入口。我尤其欣赏那个作者署名和书名的字体选择，既现代又带着一丝古典的严谨，仿佛在暗示这门技术并非空中楼阁，而是建立在坚实的基础科学之上的。翻开内页，纸张的磅数适中，字体的排版非常讲究，段落间的留白恰到好处，即便是这样一本技术性较强的书籍，阅读起来也不会感到拥挤和压迫。这样的物理体验，无疑为接下来的知识探索设定了一个非常高的基调，让我迫不及待地想深入了解它所承载的知识体系究竟有多么的宏大和精妙。它不仅仅是一本书，更像是一件精心雕琢的艺术品，体现了出版方对知识载体的尊重。

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读完前三章，我最大的感受是作者对于“底层逻辑”的把握达到了出神入化的地步。他并没有急于展示那些炫目的应用案例，而是花了大量的篇幅去剖析支撑整个技术大厦的数学模型和物理原理。比如，在讨论空间定位算法时，他没有简单地罗列公式，而是通过一系列巧妙的类比——比如将人体的运动解耦成多个独立向量，再用一个动态的全局坐标系去实时修正——使得那些原本晦涩难懂的矩阵运算变得可以被直观地“看见”。我感觉自己像是站在一个巨大的齿轮系统旁边，作者不仅把每个齿轮的咬合点和转速讲得清清楚楚，还告诉我驱动整个系统的核心能源是什么。这种由内而外的构建方式，让我对那些市面上常见的功能介绍文案产生了强烈的“穿透力”，我知道了它们是如何被创造出来的，而不仅仅是“能做什么”。对于有志于从事研发工作的人来说，这种深度是不可或缺的基石。

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这本书的叙事节奏把握得相当老道，它懂得在密集的理论阐述之后，适时地穿插一些历史的碎片和行业变革的案例分析，以起到“松弛有度”的效果。我特别喜欢其中关于早期人机交互界面发展的几段文字，作者引用了许多鲜为人知的设计师手稿和早期的专利草图，描绘了那个“黄金时代”里，先驱们在面对无限可能性时那种既兴奋又迷茫的状态。那种对未来图景的集体想象，通过作者的笔触，仿佛穿越时空感染到了我。这使得这本书的厚重感并非来自于公式的堆砌，而是来自于对人类探索精神的深刻致敬。它提醒我，每一次技术飞跃的背后，都凝结着无数次失败的尝试和对人类感知极限的反复拷问。读到这些地方，我甚至会合上书本，陷入对自身认知边界的反思，这已经超越了一本技术手册的范畴。

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关于工具链和实际部署的章节，作者的处理方式非常务实，体现出一种久经沙场的专业素养。他没有停留在理论的象牙塔里，而是直接深入到不同硬件平台之间的兼容性挑战、内存管理上的性能瓶颈，以及跨平台渲染管线的优化策略。我尤其关注了他关于延迟优化那一部分的论述，他详细对比了三种主流的运动到光子（Motion-to-Photon）链路上的时间消耗，并针对性地提出了软件和硬件协同补偿的几种实用方法。这些内容对于正在进行产品化迭代的团队来说，简直就是一份及时的“救火指南”。更难得的是，作者在提出解决方案时，总是会同时指出该方案在特定场景下的局限性，这展现了一种高度负责任的学术态度——不提供万能药，只提供经过严格检验的“手术刀”。这种坦诚和深度，让我对作者的专业背景肃然起敬。

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整本书的结构设计，仿佛是一场精心编排的交响乐。开篇的铜管乐是宏大的理论基石，中间的弦乐部分是复杂的算法推演和历史回顾，而到了尾声，它突然转向了对伦理边界和社会影响的深沉探讨。这最后一部分，用一种近乎哲学辩证的口吻，拷问了沉浸式体验对人类真实感知的重塑问题，以及数据隐私在新环境下的新形态。作者没有给出简单的答案，而是抛出了更尖锐的问题，引导读者去思考技术发展的“方向盘”究竟应该由谁来掌握。这种高屋建瓴的收尾，让这本书的格局一下子拔高到了关乎文明走向的高度。它成功地将一本技术专著，提升成了一部富有前瞻性的思想读物，读完后留下的震撼和回味，久久不能散去，让人在放下书本后，仍旧久久凝视着窗外的真实世界，思索着“何为真实”的终极命题。

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