组合数学及应用/ACM-ICPC程序设计系列

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出版者:
作者:周治国 编
出品人:
页数:200
译者:
出版时间:2012-3
价格:26.80元
装帧:
isbn号码:9787560332888
丛书系列:
图书标签:
  • 算法
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具体描述

《ACM-ICPC程序设计系列:组合数学及应用》以程序设计思想和方法为主线,由浅入深地介绍组合数学的基础知识,并以经典的ACM一ICPC竞赛题目为例讲解组合数学在竞赛中的具体应用问题。全书共分6章,分别介绍了排列组合、母函数、容斥原理与鸽巢原理、群和P61ya定理、组合计数与编码、线性规划的基本知识及其应用。

《组合数学及应用/ACM-ICPC程序设计系列》旨在为读者深入剖析组合数学的理论基础及其在计算机科学,特别是ACM-ICPC(国际大学生程序设计竞赛)中的实际应用。本书内容详实,条理清晰,旨在为广大程序员、算法爱好者以及ACM-ICPC参赛选手提供一套系统、高效的学习指南。 本书的开篇将从组合数学的最基本概念入手,例如集合、计数原理(加法原理、乘法原理)、排列与组合。我们会详细讲解如何识别不同问题的组合结构,并运用这些基本原理进行精确的计数。通过大量实例,读者将学会如何将实际问题抽象为数学模型,从而运用组合数学的工具来解决。 接着,本书将深入探讨二项式定理及其推广,包括多项式定理、广义二项式定理等。我们将阐述这些定理在解决计数问题中的强大威力,并展示如何将其巧妙地应用于算法设计,例如在动态规划或概率计算中。 容斥原理是本书的一个重要章节。我们不仅会讲解容斥原理的多种形式(如包含-排除原理),还会重点分析其在解决一些看似复杂但可以通过容斥原理简化计算的计数问题。例如,如何计算满足特定条件的元素个数,或者在图论中求解特定路径的数量。 中国剩余定理及其推广也是本书不可或缺的一部分。我们将详细介绍中国剩余定理的原理,并展示其在数论问题、密码学以及一些需要处理模运算的算法设计中的应用。 生成函数作为一种强大的组合计数工具,将在本书中得到充分的介绍。我们将从引入母函数和指数生成函数开始,逐步深入到它们的性质、运算以及如何利用它们来求解递推关系、计数特定组合结构等。本书将包含大量通过生成函数求解的经典问题,帮助读者掌握这一核心技巧。 本书还将专题讨论一些在ACM-ICPC竞赛中频繁出现的组合数学知识点,包括但不限于: 鸽巢原理及其变种: 阐述其在证明存在性问题上的应用,以及如何将其转化为算法设计中的约束条件。 斯特林数(第一类和第二类): 详细讲解斯特林数的定义、递推关系以及它们在划分集合、排列等问题中的应用。 卡特兰数: 深入探讨卡特兰数的各种组合解释(如合法括号序列、二叉树的个数、Dyck路径等),并展示其在动态规划和算法设计中的应用。 抽屉原理与 Ramsey 数: 介绍 Ramsey 数在保证存在特定子结构方面的理论意义,并探讨其在某些图论和组合优化问题中的启发性。 Pólya 计数定理: 讲解如何利用 Pólya 计数定理处理带有对称性的计数问题,例如在着色问题、化学分子结构计数等方面。 在应用层面,本书将把抽象的组合数学理论与具体的算法设计紧密结合。每个概念和定理的讲解都将伴随精心挑选的、具有代表性的ACM-ICPC竞赛题目。这些题目涵盖了从入门级到高级别的各类问题,通过分析这些题目,读者将学会: 如何识别算法中的组合结构: 许多动态规划、图算法、数论算法的背后都隐藏着深刻的组合数学思想。 如何利用组合数学工具优化算法: 有时,一个巧妙的组合学分析可以大大简化算法的复杂度,甚至改变算法的思路。 如何设计和分析算法的正确性: 组合数学的严谨性有助于我们理解算法的正确性证明。 本书的编写风格力求严谨且易于理解。理论推导清晰,每一步都有详尽的解释。算法实现部分,我们将提供伪代码或 C++/Java 等主流编程语言的代码示例,并对代码的逻辑和效率进行分析。 总而言之,《组合数学及应用/ACM-ICPC程序设计系列》是一本集理论深度与实践广度于一体的著作。它不仅是准备ACM-ICPC竞赛选手的宝贵参考资料,也是所有希望在算法设计和问题解决能力上有所提升的程序员的必读之作。通过本书的学习,读者将能够掌握强大的组合数学工具,从而在各种编程挑战中游刃有余。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书我早就想买了,尤其是在刷了几个ACM-ICPC的线上赛之后,深切体会到基础算法和数学知识的重要性。我一直觉得,很多时候卡住我的不是代码实现本身,而是不知道该用什么数学工具来解决问题。比如,有些图论问题,或者是一些关于排列组合的计数问题,如果没有扎实的组合数学功底,真的很容易走进死胡同。我之前看过一些别的数学书籍,但很多都偏理论,看完之后感觉离实际编程应用还有点距离,不知道怎么把那些抽象的概念转化为具体的算法。所以,当看到这本书的名字,而且还打着“ACM-ICPC程序设计系列”的旗号时,我就觉得这可能是我想找的那种“理论与实践并重”的书。我特别期待它能在组合数学的知识点讲解时,就直接给出相应的算法模型和思路,甚至能直接提供伪代码或者C++的实现框架。这样我就可以一边学习理论,一边马上动手去实践,并且能与ACM-ICPC的题目联系起来,效率肯定会大大提高。我希望它能够涵盖一些常见的组合数学分支,比如图论中的计数、生成函数、容斥原理、递推关系、概率初步等等,并且最好能有大量的例题,这些例题的难度能从入门级到 ACM-ICPC 的中等难度都有,让我能够循序渐进地掌握。

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我是一个对数学充满好奇心的程序员,尤其是对那些能够优雅地解决复杂问题的数学思想。组合数学对我来说,就像是编程世界里的“魔法钥匙”,能打开很多我之前认为无解的局面。我印象最深的一次,是在准备一次算法竞赛时,遇到一个关于网格路径计数的问题,当时我绞尽脑汁,尝试了很多方法都不奏效,最后翻了一圈资料才发现,原来用简单的组合公式就能轻松解决。从那以后,我就开始系统地关注组合数学相关的知识。这本书的出版,对我来说无疑是个惊喜。我最看重的是它能否帮助我理解那些“为什么”——为什么某个组合公式适用于这个问题?为什么这个递推关系是正确的?而不是简单地记忆公式。我希望它能深入浅出地讲解概念,用清晰的逻辑推理来推导公式,并且能在实际应用中展示这些公式的威力。ACM-ICPC的背景也让我对这本书的实用性充满了信心,因为我知道,那些在竞赛中出现的数学难题,背后往往都有着深刻的组合数学原理。我希望这本书能像一个经验丰富的教练,引导我一步步走向更深的数学世界,让我能够自信地应对那些充满挑战的算法问题,并且在程序设计中形成更具创造性的思维。

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作为一名对算法和数据结构充满热情的学生,我一直在寻找能够提升我解决复杂问题能力的途径。组合数学,在我看来,就是连接理论知识与实际编程应用的一座重要桥梁。我常常在思考,当面对一个陌生的算法问题时,如何能够快速地把握问题的本质,并找到最优的解决方案?而很多时候,问题的核心往往隐藏在对事物数量关系的精确计算中,这正是组合数学的用武之地。我之前尝试阅读过一些关于离散数学或图论的书籍,但总觉得在组合数学的讲解上,要么过于抽象,要么不够深入,很难与我日常的编程实践联系起来。这本书以“ACM-ICPC程序设计系列”为定位,让我看到了将组合数学理论与算法竞赛实践相结合的希望。我希望它能不仅仅是公式的堆砌,而是能够深入剖析每个数学概念是如何在算法设计中发挥作用的,并且提供一些实用的技巧和方法论,帮助我理解如何将抽象的数学模型转化为具体的程序代码。我期待它能包含一些经典的组合数学问题及其解法,并引导我思考如何将这些解法推广到更广泛的应用场景中。

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坦白说,在接触ACM-ICPC之前,我对组合数学的认知仅限于高中数学课本里的排列组合和二项式定理。但随着参与比赛的深入,我越来越发现,很多问题并非如此简单。例如,在设计一些动态规划算法时,往往需要对状态进行巧妙的计数和转移,而这些计数往往就涉及到复杂的组合学原理。我一直苦于找不到一本能够系统地、并且与程序设计紧密结合的组合数学书籍。市面上很多数学书籍过于偏向理论,缺乏实际的编程指导;而一些编程书籍又过于侧重算法实现,对背后的数学原理讲解不够深入。这本书的出现,似乎恰好填补了这个空白。我特别期待它能提供一些“工具箱”式的知识,也就是说,遇到某类问题时,我能知道应该去翻阅组合数学的哪个部分,用哪个模型来解决。例如,当遇到与“选择”和“排列”相关的计数问题时,我希望能快速定位到组合数学中的相应章节,并从中找到解决问题的思路和方法。同时,我希望书中能有大量的例题,并且这些例题的难度梯度设计得很好,能够让我从易到难,逐步提升解决组合数学问题的能力。

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我是一名对算法和数学交叉领域抱有浓厚兴趣的在校生,经常参加各种算法竞赛,也曾因为对组合数学理解不深而错失过不少机会。我深知,很多看似复杂的算法问题,其实都可以通过巧妙的组合数学建模来简化。比如,在处理一些网络流问题、图的计数问题、或者设计一些高效的动态规划状态转移时,对组合数的精确计算至关重要。我一直以来都渴望有一本能够系统地、并且以编程为导向来讲解组合数学的教材。之前接触的一些数学书籍,虽然内容扎实,但往往缺乏与编程实现的联系,看完后感觉“知其然,不知其所以然”,不知道如何将其应用到实际编码中。这本书的出现,给了我很大的期待。我希望它能不仅仅介绍理论,更重要的是能够展示如何利用组合数学的原理来分析和设计算法,尤其是在ACM-ICPC的赛题背景下。我希望它能提供一些实用的算法框架,甚至是一些关于如何进行组合数学建模的思考方法,让我能够真正地将书本上的知识内化为解决实际问题的能力。

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