图论导引(第二版)

图论导引(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:Douglas B.West
出品人:
页数:446
译者:骆吉洲
出版时间:2014-10
价格:75
装帧:平装
isbn号码:9787121237997
丛书系列:经典译丛·信息网络技术与网络科学
图书标签:
  • 图论
  • 数学
  • 计算机科学
  • 算法
  • 网络科学
  • 经典
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具体描述

《经典译丛·信息网络技术与网络科学:图论导引(第二版)》系统地介绍了图论的基本概念、基本定理和算法,同时还介绍了一些悬而未决的图论问题和图论的新研究成果,旨在帮助读者理解并掌握图的结构和解决图论问题的技巧。全书包含8章和7个附录。第1-4章介绍图的概念、树和距离、匹配问题和图的分解问题、图的连通性等基本内容;第5-8章分别介绍了组合图论、拓扑图论的知识,图论中的边和环,以及图论的其他主题。书中配有大量例题和超过1200道习题,使读者容易理解书中的概念和定理,并掌握证明技巧。本书内容丰富,具有很多可选择阅读的章节,可以供不同层次的读者使用。

《图论导引(第二版)》图书简介 一、 引言:穿越抽象之网,探索结构之美 图论,作为数学中一个独特而迷人的分支,以其简洁的语言和强大的表现力,描绘了现实世界中各种各样的连接关系。从社交网络的节点与边,到城市交通的路线与交叉口,再到计算机网络的通信链路,图论都提供了深刻的洞察和有效的分析工具。它不仅是一门抽象的数学理论,更是一门解决实际问题的利器,渗透在计算机科学、工程学、运筹学、生物学乃至社会科学的各个领域。 《图论导引(第二版)》正是这样一部旨在引领读者深入探索图论世界、领略其丰富内涵与广泛应用的著作。本版在继承第一版严谨性与系统性的基础上,进行了全面的更新与扩充,力求为读者提供一个更加全面、深入且与时俱进的学习体验。本书并非简单地罗列定理和证明,而是着重于培养读者的图论思维,理解图论概念背后的逻辑,并学会如何运用图论的工具来分析和解决问题。 二、 本书特色与内容概览:构建坚实的理论基石,开启多元的应用之门 《图论导引(第二版)》秉持“理论与实践并重”的理念,力图在严谨的数学框架内,展现图论的逻辑之美和应用之广。本书的编排循序渐进,从最基础的概念入手,逐步深入到更复杂的理论和算法。 第一部分:图论的基石——概念与结构 本部分将带领读者踏入图论的殿堂,从最核心的概念开始,构建坚实的理论基础。 图的基本定义与表示: 我们将从最朴素的“点”与“线”出发,严谨地定义图、顶点、边等基本元素,并介绍多种图的表示方法,如邻接矩阵、邻接表等。读者将理解不同表示方法在存储和算法效率上的权衡,为后续的算法学习打下基础。 图的类型与性质: 导向图、无向图、有权图、多重图、简单图……我们将详细剖析不同类型的图,以及它们各自独特的性质。例如,连通性分析将是理解图的结构和连通性的关键,我们会探讨连通分量、强连通分量等概念。 子图、同构与同态: 深入理解图的结构,离不开对子图、图同构等概念的把握。我们将详细阐述图同构的判定问题,以及图同态在某些特定领域的应用。 路径、圈与度数: 路径是图中最基本的概念之一,我们将探讨不同类型的路径(如简单路径、欧拉路径、哈密顿路径)及其存在的条件。圈(或称环)的概念也是理解图的循环结构的关键。度的概念则揭示了顶点连接的“活跃度”,度数定理等将在这里得到深入阐述。 第二部分:探索图的内在联系——连通性与遍历 本部分将聚焦于图的连通性问题,以及如何系统地遍历图的顶点和边。 连通性: 连通性是衡量图的“连接紧密程度”的重要指标。我们将详细介绍无向图的连通分量、割顶、桥等概念,以及在导向图中如何理解强连通分量、关键顶点和关键边。这些概念在网络鲁棒性、故障分析等方面具有重要应用。 图的遍历算法: 深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)是图论中最基本也是最重要的遍历算法。我们将详细解析这两种算法的工作原理,并介绍它们在连通性判断、最短路径(无权图)等问题中的应用。 生成树与最小生成树: 生成树是图的连通子图,它包含了图的所有顶点,且本身也是一棵树。最小生成树(MST)则是在有权图中,连接所有顶点的权重之和最小的生成树。我们将介绍Kruskal算法和Prim算法等经典的最小生成树算法,并分析它们的正确性和复杂度。 第三部分:寻找最优路径与匹配——经典图算法 本部分将深入探讨图论中最具挑战性也最实用的算法问题,包括最短路径、最大流与最小割、匹配问题等。 最短路径算法: 对于有权图,寻找两个顶点之间的最短路径至关重要。我们将详细讲解Dijkstra算法(处理非负权边)和Bellman-Ford算法(处理可能存在的负权边),并探讨Floyd-Warshall算法在求解所有顶点对之间最短路径上的应用。 最大流与最小割: 网络流理论是图论中一个强大的分支,它在资源分配、交通流量优化、通信网络设计等方面有广泛应用。我们将引入流网络的概念,讲解最大流-最小割定理,并介绍Ford-Fulkerson算法及其改进算法(如Edmonds-Karp算法)来求解最大流问题。 匹配问题: 匹配问题研究如何在图中选择一组不相邻的边。我们将重点介绍二分图中的匹配问题,包括最大基数匹配和完美匹配,并讲解Hall定理等重要理论。还会简要介绍一般图中的匹配问题。 第四部分:深入挖掘图的结构特性——特殊图与应用 本部分将拓展图论的应用范围,深入探讨一些特殊的图结构及其在实际问题中的应用。 平面图: 平面图是指可以在平面上绘制,并且边之间不交叉的图。我们将介绍平面图的性质,如欧拉公式,以及平面图的嵌入和着色问题。 图的着色: 图的着色问题,如顶点着色、边着色,在资源分配、调度等问题中扮演着重要角色。我们将介绍图色数、四色定理等经典概念。 树: 树作为一种特殊的无环连通图,在数据结构、算法设计(如Huffman编码、优先队列)等方面具有核心地位。我们将深入探讨树的性质、遍历方法以及在各种应用中的作用。 其他特殊图: 本版还将增加对一些其他重要图结构,如超图(hypergraph)的介绍,扩展读者的视野。 第五部分:理论的扩展与前沿探索 为了使本书更具前瞻性,《图论导引(第二版)》还将在最后部分触及一些更高级的主题和前沿研究方向。 图的代数方法: 介绍图的邻接矩阵、拉普拉斯矩阵等代数表示,以及它们在分析图的性质(如连通性、谱性质)中的作用。 随机图: 探讨随机图模型(如Erdos-Renyi模型)及其在建模真实世界复杂网络中的应用,例如网络结构的形成和演化。 网络科学简介: 简要介绍网络科学的基本概念和研究方法,展示图论在分析复杂网络(如社交网络、生物网络)中的强大能力。 三、 学习目标与读者对象 学习目标: 建立扎实的图论基础: 读者将掌握图论的核心概念、定义、定理和基本性质。 理解图论的逻辑与思维: 培养抽象思维和逻辑推理能力,学会用图论的视角分析问题。 掌握图论经典算法: 熟练掌握图的遍历、最短路径、最小生成树、最大流等经典算法,并理解其原理和复杂度。 初步掌握图论的应用: 了解图论在计算机科学、工程学、运筹学等领域中的典型应用场景。 为进一步深入学习打下基础: 为读者在图论、网络科学、算法设计等相关领域进行更深入的研究和学习提供坚实的基础。 读者对象: 计算机科学与技术专业的学生: 图论是该专业的核心课程之一,本书将提供全面的学习材料。 数学专业的学生: 无论是纯粹数学还是应用数学方向,图论都将是重要的知识构成。 信息科学、人工智能、数据科学等相关专业的学生和研究人员: 图论是理解和构建复杂系统、分析数据模式的关键工具。 对图论和离散数学感兴趣的工程师、研究人员及自学者: 本书的系统性与实践性使其成为自学的优秀读物。 需要运用图论知识解决实际问题的从业者: 如网络工程师、算法工程师、数据分析师等。 四、 本书的价值与意义 《图论导引(第二版)》不仅是一本教学书籍,更是一扇通往广阔知识海洋的门户。通过对本书的学习,读者将能够: 提升分析和解决问题的能力: 图论提供了一种强大的建模和分析框架,能够帮助读者将复杂的问题抽象化,并找到有效的解决方案。 理解信息时代的基础: 现代社会离不开各种网络,图论是理解和设计这些网络的基础。 激发研究兴趣: 图论领域的研究依然活跃,本书将为有志于在该领域深造的读者提供一个起点。 拓宽学术视野: 本书的内容涵盖了图论的经典理论和部分前沿方向,有助于读者建立更广阔的学术认知。 五、 结语 图论的世界既充满抽象的美感,又蕴含着解决现实问题的强大力量。我们相信,《图论导引(第二版)》将成为您探索图论世界、掌握图论知识、乃至开启相关领域研究的得力助手。我们期待本书能够激发您对图论的浓厚兴趣,并帮助您在这迷人的抽象之网中,发现结构的智慧,理解连接的奥秘。

作者简介

Douglas B.West 于1974年获得普林斯顿大学数学学士学位,随后于1978年获得麻省理工学院数学博士学位。先后任教于斯坦福大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校,1982年至今任教于伊利诺伊大学厄巴纳分校数学系,并于2011年当选为伊利诺伊大学厄巴纳分校荣誉教授。Douglas B.West教授长期从事图论理论和组合优化方面的研究工作,另有著作Mathematical Thinking: Problem-Solving and Proofs,Combinatorial Mathematics和The Art of Combinatorics。

骆吉洲,男,1975年生,博士,副教授。2006年5月毕业于哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院软件与理论专业,获工学博士学位。1999年、2001年在哈尔滨工业大学数学系基础数学专业分别获得理学学士学位和理学硕士学位。现就职于哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院海量数据计算研究中心,讲授《算法设计与分析》、《数学建模》、《编译原理》等课程。近年来一直从事生物信息学、压缩数据库技术、传感器网络、算法理论等领域的研究。主持和参加多项国家自然基金、863计划、973项目、国防预研等项目等多项;2001年9月至2003年5月参见《计算机机群并行数据库系统》的研制,该项目获得了2004年度国家科学技术进步二等奖。出版译著一部。近年来发表的论文30余篇。

李建中,1950年7月生,中共党员,教授,博士,博士生导师,哈尔滨工业大学计算机科学与工程系主任,国家973项目首席科学家。中国计算机学会理事、中国数据库专业委员会副主任、黑龙江省计算机学会副理事长、国家自然科学基金评审专家、黑龙江省学位委员会委员、《计算机学报》、《软件学报》、《计算机研究与发展》等国家级学术刊物编委,美国计算机学会ACM会员,国际IEEE计算机学会会员。

目录信息

第1章 基本概念
1.1 什么是图
1.1.1 定义
1.1.2 图模型
1.1.3 矩阵与同构
1.1.4 分解和特殊图
1.1.5 习题
1.2 路径、 环和迹
1.2.1 图的连通
1.2.2 二分图
1.2.3 欧拉回路
1.2.4 习题
1.3 顶点度和计数
1.3.1 计数和双射
1.3.2 极值问题
1.3.3 图解序列
1.3.4 习题
1.4 有向图
1.4.1 定义和例子
1.4.2 顶点度
1.4.3 欧拉有向图
1.4.4 定向图和竞赛图
1.4.5 习题
第2章 树和距离
2.1 基本性质
2.1.1 树的性质
2.1.2 树和图中的距离
2.1.3 不相交生成树(选学)
2.1.4 习题
2.2 生成树和枚举
2.2.1 树的枚举
2.2.2 图的生成树
2.2.3 分解和优美标记
2.2.4 分叉与欧拉有向图
(选学)
2.2.5 习题
2.3 优化和树
2.3.1 最小生成树
2.3.2 最短路径
2.3.3 计算机科学中的树
(选学)
2.3.4 习题
第3章 匹配和因子
3.1 匹配与覆盖
3.1.1 最大匹配
3.1.2 Hall匹配条件
3.1.3 最小最大定理
3.1.4 独立集与覆盖
3.1.5 支配集(选学)
3.1.6 习题
3.2 算法及应用
3.2.1 最大二分匹配
3.2.2 加权二分匹配
3.2.3 稳定匹配(选学)
3.2.4 快速二分匹配(选学)
3.2.5 习题
3.3 一般图中的匹配
3.3.1 Tutte 1.因子定理
3.3.2 图的f.因子(选学)
3.3.3 Edmonds开花算法
(选学)
3.3.4 习题
第4章 连通度和路径
4.1 割与连通度
4.1.1 连通度
4.1.2 边连通度通常
4.1.3 块
4.2 k.通图
4.2.1 2.连通图
4.2.2 有向图的连通度
4.2.3 k.通图与k.边连通图
4.2.4 Menger定理的应用
4.2.5 习题
4.3 网络流问题
4.3.1 最大网络流
4.3.2 整数流
4.3.3 供应与需求(选学)
4.3.4 习题
第5章 图的着色
5.1 顶点着色和上界
5.1.1 定义和实例
5.1.2 上界
5.1.3 Brooks定理
5.1.4 习题
5.2 k.色图的构造
5.2.1 大色数图
5.2.2 极值问题与Tur.n
定理
5.2.3 颜色临界图
5.2.4 强制细分
5.2.5 习题
5.3 计数方面的问题
5.3.1 真着色的计数
5.3.2 弦图
5.3.3 完美图点滴
5.3.4 环定向的计数
(选学)
5.3.5 习题
第6章 可平面图
6.1 嵌入与欧拉公式
6.1.1 平面作图
6.1.2 对偶图
6.1.3 欧拉(Euler)公式
6.1.4 习题
6.2 可平面图的特征
6.2.1 Kuratowski定理的
预备知识
6.2.2 凸嵌入
6.2.3 可平面性的测试
(选学)
6.2.4 习题
6.3 可平面性的参数
6.3.1 可平面图的着色
6.3.2 交叉数
6.3.3 具有更高亏格的表面
(选学)
6.3.4 习题
第7章 边和环
7.1 线图与边着色
7.1.1 边着色
7.1.2 线图的性质(选学)
7.1.3 习题
7.2 哈密顿环
7.2.1 必要条件
7.2.2 充分条件
7.2.3 有向图中的环(选学)
7.2.4 习题
7.3 可平面性、 着色与环
7.3.1 Tait定理
7.3.2 Grinberg定理
7.3.3 鲨鱼图(选学)
7.3.4 流与环覆盖(选学)
7.3.5 习题
第8章 其他主题
8.1 完美图
8.1.1 完全图定理
8.1.2 弦图的再研究
8.1.3 其他完美图类
8.1.4 非完美图
8.1.5 强完美图猜想
8.1.6 习题
8.2 拟阵
8.2.1 遗传系统及示例
8.2.2 拟阵的性质
8.2.3 生成函数
8.2.4 拟阵的对偶
8.2.5 拟阵的子式与可
平面对偶
8.2.6 拟阵的交
8.2.7 拟阵的并
8.2.8 习题
8.3 拉姆齐理论
8.3.1 鸽巢原理的再研究
8.3.2 拉姆齐(Ramsey)定理
8.3.3 拉姆齐数
8.3.4 图的拉姆齐理论
8.3.5 Sperner引理和带宽
8.3.6 习题
8.4 其他极值问题
8.4.1 图的编码
8.4.2 分叉和流言
8.4.3 序列着色和可选择性
8.4.4 由路径和环构成的
划分
8.4.5 周长
8.4.6 习题
8.5 随机图
8.5.1 存在性和数学期望
8.5.2 几乎所有图均具有的
性质
8.5.3 阈值函数
8.5.4 图的演变和图的参数
8.5.5 连通度、 团和着色
8.5.6 鞅
8.5.7 习题
8.6 图的特征值
8.6.1 特征多项式
8.6.2 线性代数和实对称阵
8.6.3 特征值和图参数
8.6.4 正则图的特征值
8.6.5 特征值与扩张图
8.6.6 强正则图
8.6.7 习题
附录A 数学基础
附录B 最优化和复杂度
附录C 部分习题提示
附录D 术语表
附录E 补充阅读
附录F 参考文献
附录G 术语对照表
· · · · · · (收起)

读后感

评分

内容很宽泛,包罗万象,基本上重要的点都讲到了,可以和Diestel的那本比较着看。另外这本书的习题很多,对难度也有标识,网上还可以找到详细的答案,作为练习很好。只不过有些题目的证明,太简略了,还不如去翻原始的论文呢。

评分

内容很宽泛,包罗万象,基本上重要的点都讲到了,可以和Diestel的那本比较着看。另外这本书的习题很多,对难度也有标识,网上还可以找到详细的答案,作为练习很好。只不过有些题目的证明,太简略了,还不如去翻原始的论文呢。

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评分

内容很宽泛,包罗万象,基本上重要的点都讲到了,可以和Diestel的那本比较着看。另外这本书的习题很多,对难度也有标识,网上还可以找到详细的答案,作为练习很好。只不过有些题目的证明,太简略了,还不如去翻原始的论文呢。

用户评价

评分

我对这本书的结构和内容的深度感到由衷地赞叹。它不仅仅是一本教科书,更像是一部详尽的参考手册,适合不同层次的读者。我发现在某些章节,作者对高级主题的把握展现出了极高的学术造诣,比如对平面图嵌入和拓扑性质的探讨,这部分内容在很多入门级的书籍中往往被一带而过。然而,这本书却给予了足够的篇幅来阐述其数学基础和应用价值。我记得在学习匹配理论时,书中对最大匹配和最小割之间的联系进行了非常精妙的阐述,这种跨章节的知识点连接,极大地提升了我的整体认知框架。这使得我不再孤立地看待每一个理论点,而是将它们视为一个相互关联的整体。对于那些希望在算法设计和优化领域有所建树的读者来说,这种深度的挖掘是至关重要的,它提供的不仅仅是“怎么做”,更是“为什么”。

评分

这本书的语言风格非常具有感染力,这在技术书籍中是相当难得的。它似乎在努力消除读者与复杂数学概念之间的隔阂。作者善于使用生动的比喻和历史背景来引入新的概念,比如讲述欧拉和柯尼斯堡七桥问题时,那种叙事的手法让人感觉自己正在参与一场智力探险,而不是被动地接收信息。这种温和的引导方式,极大地降低了我对“纯理论”部分的畏惧感。我发现自己甚至会主动去查阅书中引用的那些经典论文,因为作者成功地激发了我的好奇心。它成功地将一门看似冰冷的学科,注入了人文关怀和历史厚度。对于希望通过阅读来建立对这门学科持久热情的读者来说,这一点是至关重要的,它让学习过程本身变成了一种享受。

评分

这本书绝对是为那些渴望深入理解离散数学核心的读者量身定做的。我花了大量时间在各种教材上摸索,但直到接触到这本,我才真正对图的表示和遍历算法有了清晰的认识。作者的叙述方式极其流畅,没有那种传统教材的枯燥感,更像是经验丰富的导师在耐心讲解一个复杂但迷人的领域。特别是对于初学者而言,书中对基础概念的引入和铺垫做得非常到位,即便是第一次接触图论的人,也能很快跟上节奏。我尤其欣赏它在算法复杂度分析上的细致,不仅仅是给出算法,更重要的是解释了为什么这个算法是有效的,以及在不同场景下的性能表现。当你真正开始尝试用它来解决一些实际问题时,比如网络路由或者社交网络分析,你会发现它提供的工具箱是多么的强大和实用。看完这一部分内容,我对如何设计高效的搜索策略有了全新的理解,这是任何严肃的计算机科学专业人士都应该掌握的核心技能。

评分

从实际操作的角度来看,这本书的价值是无可替代的。我尝试使用书中的某些例子来指导我进行项目原型设计,效果出奇地好。它没有过多地纠缠于过于抽象的数学推导,而是将重点放在了如何将理论模型转化为可执行的步骤上。例如,在处理连通性和强连通分量时,书中提供的伪代码清晰易懂,几乎可以直接映射到任何主流编程语言中。更重要的是,作者在讲解贪心算法和动态规划在图问题中的应用时,给出的例子都具有很高的代表性,能够迅速帮助读者建立起对这些范式在图论背景下的直觉。我感觉自己不再是机械地记忆公式,而是真正学会了“用图的思维”去观察和解决问题。这本书的阅读体验是主动的,它会不断地挑战你的理解深度。

评分

我必须强调这本书在处理特定图结构时的严谨性。当我需要深入研究树的性质,特别是围绕最小生成树的各种变体算法时,这本书提供的细节是我在其他地方难以找到的。它不仅详细比较了普里姆(Prim)和克鲁斯卡尔(Kruskal)算法的细微差异,还深入探讨了在不同图密度下的实际性能权衡。对于高级用户而言,书中对网络流理论(如最大流最小割定理的证明和应用拓展)的阐述更是达到了教科书级别的水准。它非常扎实,不放过任何一个需要严密论证的环节,但同时又确保了每一步推理都服务于最终的理解,而不是为了炫耀技巧。这种平衡性让这本书既能作为初学者的入门砖,也能作为资深工程师的案头参考,其内容的广度和深度令人信服。

评分

圈和环的定义与现在的中文书完全相反,排版太乱了,不适合拿来学习。

评分

圈和环的定义与现在的中文书完全相反,排版太乱了,不适合拿来学习。

评分

这排版真是摸不着头脑

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