Combinatorial Optimization

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出版者:American Mathematical Society
作者:William Cook
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1995-08
价格:USD 113.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780821802397
丛书系列:
图书标签:
  • 组合优化
  • 运筹学
  • 算法
  • 离散数学
  • 图论
  • 整数规划
  • 启发式算法
  • NP-hard问题
  • 优化模型
  • 计算复杂性
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具体描述

《复杂性边界的探索:算法的智慧与运筹的艺术》 这本书并非聚焦于“组合优化”这一具体学科本身,而是深入挖掘其背后更广阔的思维方式、方法论以及在现实世界中扮演的关键角色。它是一次对如何理解和驾驭无数可能性的旅程,是一次对人类智慧如何通过结构化思考来解决棘手问题的深度剖析。 核心理念:超越具象,探寻模式 本书的起点并非某个特定问题的数学模型,而是探究人类在面对庞大、错综复杂、选择众多的情境时,大脑如何进行抽象、分类、简化和决策。我们会追溯从古至今,人类在组织社会、规划行程、配置资源等活动中,无意识或有意识地运用到的“组合”思想。这不仅仅是关于数学上的排列组合,更是关于如何识别问题中的关键元素,理解它们之间的相互关系,并在此基础上构建出高效、可行的解决方案。 关键主题深度解析: 思维的织网:结构化问题的本质 我们将探讨如何将现实世界中的模糊、零散信息转化为结构化的、可供分析的问题。这包括如何识别问题的“节点”(构成要素)与“边”(关系),如何定义“状态空间”(所有可能的解决方案集合),以及如何理解这些状态之间的“转移”或“连接”。我们将借鉴图论、网络科学等领域的思想,来理解这些结构如何影响我们寻找最优解的路径。 智能的尺度:从启发式到完备性 面对那些计算量指数级增长的问题,即便是最强大的计算机也难以穷尽所有可能性。因此,本书将详细阐述如何构建有效的“启发式”方法——那些并非保证最优,但能在合理时间内找到好解的“经验法则”和“策略”。同时,我们也会探讨,在某些情况下,如何设计算法来获得理论上的最优解,以及这些算法的局限性。这部分内容将引导读者理解算法设计的“权衡”艺术。 效率的艺术:算法的演进与革新 本书将梳理算法发展史上的里程碑事件,以及那些能够显著提升问题解决效率的创新技术。我们会深入分析动态规划、贪心算法、回溯搜索、分支定界等经典算法范式,探讨它们是如何通过巧妙的步骤和数据结构来避免重复计算,或者逐步逼近最优解的。同时,也会触及现代算法研究中的前沿领域,例如机器学习在优化问题中的应用,以及量子计算对未来解决复杂问题可能带来的颠覆性影响。 应用的广度:智慧在各领域的投影 理论的魅力在于其普适性。本书将跳出纯理论的框架,展示这些思维模式和算法如何在广泛的现实场景中落地生根。我们会探讨: 物流与供应链: 如何规划最高效的运输路线,最小化配送成本,优化仓库布局。 金融与投资: 如何构建最优的投资组合,管理风险,预测市场趋势。 工程与制造: 如何调度生产线,优化资源分配,设计最轻、最强的结构。 生物信息学: 如何比对基因序列,预测蛋白质结构,设计药物。 人工智能与机器学习: 如何训练模型,寻找最佳的参数配置,实现高效的模式识别。 城市规划与交通管理: 如何优化交通信号灯,缓解城市拥堵,规划公共服务。 未来的展望:人与算法的协同 我们不仅仅是学习如何构建算法,更是学习如何与算法协同工作。本书将探讨人类的直觉、创造力与算法的计算能力如何结合,以解决那些单一力量难以企及的挑战。我们将审视自动化决策的伦理问题,以及如何设计更加透明、可解释的系统。 阅读本书的收获: 阅读《复杂性边界的探索:算法的智慧与运筹的艺术》,您将获得: 一套强大的问题分析框架: 能够将复杂、庞大的问题分解成可管理、可解决的组成部分。 对算法设计的深刻理解: 掌握多种经典与现代的算法设计思想,并能评估其适用性。 解决现实世界挑战的工具箱: 能够将抽象的理论应用于物流、金融、工程、生物等多个领域的实际问题。 一种面向未来的思维模式: 培养在快速变化的世界中,利用智能工具应对复杂挑战的能力。 这本书献给所有对探索未知、解决难题充满热情的人们。它将引导您跨越理解的边界,看见隐藏在各种可能性背后的规律,并赋予您驾驭复杂、创造价值的智慧。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的出版,无疑为我这样的求知者提供了一份珍贵的智力财富。《Combinatorial Optimization》的作者,以一种极具条理和洞察力的方式,引领我探索了组合优化问题的广阔天地。在我阅读关于图论部分时,对最小生成树算法(如Prim算法和Kruskal算法)的深入理解,让我不仅掌握了求解方法,更理解了它们为何能够保证找到最优解。 书中对于整数线性规划的讲解,尤其让我印象深刻。作者介绍了多种求解技术,包括分支定界法、割平面法等,并且对它们各自的特点和适用场景进行了详细的对比。这让我意识到,在实际应用中,需要根据问题的具体性质来选择最有效的求解方法,而不是一概而论。

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《Combinatorial Optimization》这本书,宛如一扇通往更高效、更智能决策世界的大门。作者在讲解每一个算法时,都展现出一种对细节的极致追求。他不仅仅是告知读者“怎么做”,更重要的是解释“为什么这样做”。例如,在阐述网络流算法中的Ford-Fulkerson方法时,作者详细讲解了增广路径的概念,以及如何通过不断寻找增广路径来逐步逼近最大流。 书中对调度问题的分析,更是让我感受到了组合优化在实际生产中的巨大价值。从简单的单机调度,到多机并行调度,再到带时间窗的复杂调度,作者都一一进行了剖析,并介绍了相应的优化算法。这让我明白,如何合理安排生产任务,才能最大程度地提高效率,降低成本。

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这本《Combinatorial Optimization》着实给我带来了一场关于算法世界深度探索的奇幻旅程。从初翻书页的些许忐忑,到沉浸于其中逻辑严谨的推演,我逐渐被书中描绘的复杂问题解决之道深深吸引。作者以一种极其细腻且充满条理的方式,将那些看似杂乱无章的组合优化问题,一层层剥开,展示其内在的数学结构和求解的艺术。无论是图论中经典的旅行商问题,还是调度问题中错综复杂的约束,书中都给予了详尽的剖析。它不仅仅是罗列算法,更是在引领读者理解算法背后的思想精髓,如何将现实世界的难题抽象化,转化为数学模型,再运用高效的算法去攻克。 在阅读过程中,我特别欣赏作者对于不同算法的比较分析。他并没有简单地介绍每种算法的步骤,而是深入探讨了它们的优势、劣势以及适用的场景。例如,在讨论启发式算法时,作者不仅介绍了贪婪算法、局部搜索等,还详细阐述了它们在面对大规模问题时,如何在计算效率和解的质量之间取得平衡。这种深入的思考,让我明白在实际应用中,选择合适的算法并非易事,需要综合考虑问题的特性、可接受的求解时间和对结果精确度的要求。书中提供的案例研究,更是将理论知识与实际应用紧密结合,让我能够更直观地感受到这些优化思想的强大力量。

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《Combinatorial Optimization》这本书的书写,给我带来了一种“原来如此”的顿悟感。作者在讲解每一个算法时,都极力去挖掘其背后的数学原理和直观的几何解释,使得原本可能枯燥的数学公式,变得生动而有意义。例如,在学习图论中的连通性问题时,作者将割点、桥等概念,通过网络故障分析的例子进行阐释,让我瞬间理解了这些概念的实际价值。 书中对背包问题的多种解法,从动态规划到近似算法,都进行了详尽的对比分析。这让我明白,对于同一个问题,可能存在多种不同的解决途径,而选择哪一种,往往取决于问题的规模、对精度的要求以及可用的计算资源。作者对于不同算法时间复杂度和空间复杂度的细致分析,也为我提供了重要的参考依据。

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《Combinatorial Optimization》一书在逻辑的构建上,给我留下了极其深刻的印象。作者的叙述方式,宛如一位经验丰富的向导,带领我在错综复杂的优化算法世界中,一步步地探寻前行的道路。他首先从最基础的概念入手,循序渐进地引入诸如整数规划、网络流等核心概念,并以清晰易懂的语言解释了它们在组合优化问题中的重要作用。我尤为赞赏的是,书中对于每一种主要的优化方法,都进行了详尽的数学推导,并辅以图示和例子,使得原本抽象的理论变得触手可及。 当我深入到对各种算法的理解时,书中对于线性规划和整数规划的讲解,让我豁然开朗。作者通过对单纯形法和内点法的深入剖析,揭示了如何将复杂的组合问题转化为可以利用线性代数工具求解的模型。而对于NP-hard问题的讨论,更是让我认识到,在许多情况下,我们需要的并非绝对最优解,而是能够在合理时间内找到高质量近似解的策略。书中关于近似算法的设计思路和性能分析,也为我提供了解决实际工程中面临的“不可能三角”困境提供了宝贵的思路。

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这本《Combinatorial Optimization》的书籍,可以说是一次对严谨科学思维的极致体验。作者的逻辑清晰,结构紧凑,从最基础的概念出发,层层递进,最终引向复杂而强大的优化工具。在我看来,他对于线性规划的讲解,是本书的亮点之一。从图解法到单纯形法的推导,都做得非常到位,让我能够理解最优解是如何在可行域的顶点之间移动而产生的。 而且,书中对于 NP-hard 问题的探讨,也颇具深度。作者并没有回避这些问题的困难性,而是系统地介绍了各种近似算法和启发式算法。我尤其欣赏他对遗传算法的阐述,它将生物进化的思想巧妙地融入算法设计中,通过选择、交叉、变异等操作,模拟出自然选择的优胜劣汰过程,最终找到问题的近似最优解。这种跨学科的融合,令人惊叹。

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一本真正优秀的教材,应当能够在传授知识的同时,激发读者的学习兴趣。《Combinatorial Optimization》无疑做到了这一点。作者在处理每一章内容时,都力求从问题的本质出发,展现其在现实世界中的广泛应用。例如,在讨论图论中的匹配问题时,他不仅介绍了匈牙利算法,还将其与招聘、任务分配等实际场景联系起来,让读者能够真切地感受到算法的力量。 书中对动态规划思想的阐述,更是让我领略到了“分而治之”的智慧。作者通过一系列经典的动态规划问题,如背包问题、最长公共子序列等,细致地讲解了如何识别问题的最优子结构和重叠子问题,并如何构建递推关系来求解。这种严谨而又富有洞察力的讲解,让我能够清晰地理解动态规划的构建过程,并将其迁移到自己遇到的其他类似问题中。

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《Combinatorial Optimization》这本书就像是一本为我量身打造的“优化工具箱”。作者在编写过程中,显然对读者的学习曲线有着深刻的理解。他并非一口气抛出所有高深的理论,而是巧妙地将基础概念、核心算法、以及相关的数学背景知识,融会贯通地呈现出来。当我阅读到关于网络流的章节时,我对最大流最小割定理的理解,从最初的模糊不清,到逐渐清晰地认识到其在资源分配、流量调度等问题中的关键作用。 书中对启发式算法的详尽介绍,让我对那些能够快速给出满意解的“实用技巧”有了更深刻的认识。无论是模拟退火、遗传算法,还是蚁群算法,作者都不仅仅是介绍其基本思想,更是深入探讨了它们在参数调整、收敛性分析等方面的一些微妙之处。这使得我在实际应用这些算法时,能够有更强的指导性和针对性,避免盲目尝试。

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《Combinatorial Optimization》这本书,如同一位循循善诱的导师,在我对算法世界感到迷茫时,为我指明了方向。作者在编写这本书时,无疑倾注了大量的智慧和精力,力求让最复杂的概念变得易于理解。在我学习关于组合搜索的章节时,对回溯法和分支限界法的清晰阐述,让我能够更好地理解如何系统地搜索解空间,并避免不必要的计算。 书中对动态规划的讲解,同样是精彩绝伦。作者通过一系列经典问题,如最短路径问题(如Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法)以及最长公共子序列问题,让我深刻体会到动态规划“最优子结构”和“重叠子问题”的核心思想,并能够将其应用到我所遇到的其他问题中。

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我一直对如何将理论知识转化为解决实际问题的能力抱有极大的热情,而《Combinatorial Optimization》这本书,正是点燃我这股热情的火炬。作者的写作风格,是一种娓娓道来的叙述,仿佛在与读者进行一场深入的学术交流。他对于组合优化问题的分类和归纳,让我对这个庞大的领域有了一个宏观的认识。 在深入学习具体算法时,书中对整数规划问题的求解方法,如分支定界法和割平面法,其严谨的数学推导和清晰的算法描述,让我对这些“硬核”技术有了更深的理解。更重要的是,作者并没有止步于理论,而是通过大量的实例,展示了这些算法在物流配送、生产调度、资源优化等领域的成功应用。这让我深刻地体会到,组合优化不仅仅是抽象的数学游戏,更是驱动现代社会高效运转的关键技术。

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