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出版者:Prentice Hall

作者:Gilles Brassard

出品人:

页数:524

译者:

出版时间:1995-08-20

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780133350685

丛书系列:

图书标签:

计算机科学
算法,计算机,acm
算法
programming
编程-算法,模式和数据结构
算法
数据结构
算法导论
计算机科学
编程
基础
理论
计算复杂度
离散数学
问题解决

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具体描述

This is an introductory-level algorithm text which includes worked examples and detailed proofs, presenting algorithms by type rather than proof. The book begins with a compact, but complete introduction to some necessary maths, and also includes a long introduction to proofs by contradiction and mathematical induction to fill the gaps that many undergraduates have in their knowledge. It then goes on to provide a thorough introduction to the analysis of algorithms, and uses coherent notation and solving recurrences. It also includes a chapter on probabilistic algorithms, and an introduction to parallel algorithms. This work is intended for use on undergraduate courses in Algorithms or Design and Analysis of Algorithms.

《算法的基石：探索计算的优雅与效率》本书并非直接探讨《Fundamentals of Algorithmics》这本书的内容，而是从更广阔的视角，深入解析算法这一计算机科学的核心概念，以及它们在现代技术浪潮中所扮演的关键角色。我们并非在复述某一本特定著作的纲要，而是力图构建一个关于算法本质、发展演进、核心原理及其广泛应用的全面图景。第一章：计算的黎明与算法的萌芽在探索算法的深邃世界之前，我们首先需要理解“计算”本身。计算，作为一种抽象的思维过程，其历史可以追溯到人类解决问题的最基本需求。从古老的算盘到机械计算器，人类从未停止过对更高效、更精确计算方式的追求。而算法，正是这种追求在逻辑化、系统化层面的升华。本章将带领读者回顾计算工具的演进历程，从机械时代步入电子时代。我们将探讨图灵机的概念，理解其作为理论计算模型的强大之处，以及它如何为现代计算机和算法的设计奠定了坚实的理论基础。我们将认识到，算法并非凭空出现，而是植根于人类解决问题的古老智慧，并随着计算能力的飞跃而日益精进。第二章：算法的定义与衡量标准何为算法？它不仅仅是一串指令，更是一种解决问题的系统化方法。在本章中，我们将对算法进行清晰的定义，阐述其构成要素，如输入、输出、确定性、有限性、可行性等。我们将区分算法与程序，理解算法是逻辑的蓝图，而程序是实现这一蓝图的具体代码。更重要的是，我们将深入探讨衡量算法优劣的关键指标：时间复杂度和空间复杂度。理解这些概念，就好比为算法的设计提供了一把尺子。我们将介绍大O符号，一种优雅而强大的工具，用于描述算法在输入规模增长时的性能表现。我们将学习如何分析不同算法的复杂度，并理解为何在面对海量数据时，一个高效的算法能够带来质的飞跃。第三章：经典算法的智慧宝库算法的世界浩瀚无垠，但其中孕育着许多闪耀着智慧光芒的经典算法。本章将精选并解析几种具有代表性的算法，它们不仅在理论上具有重要意义，在实践中也得到了广泛应用。我们将从排序算法入手，如冒泡排序、插入排序、归并排序和快速排序。通过对比分析它们的时间复杂度和适用场景，读者将直观地感受到不同算法在效率上的差异。接着，我们将进入搜索算法的领域，探索线性搜索、二分搜索等。我们将理解二分搜索为何在有序数据中如此高效，以及它在各种信息检索系统中的广泛应用。我们还将触及图论算法，如广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）。它们是解决网络遍历、路径查找等问题的基石，在社交网络分析、地图导航等方面发挥着不可替代的作用。此外，还将简要介绍动态规划和贪 ملخص for certain problems. 第四章：算法设计范式与策略算法的创造并非随意的拼凑，而是遵循着一些成熟的设计范式与策略。本章将介绍几种主流的算法设计方法，它们如同工具箱中的利器，帮助我们构建出高效的解决方案。分治法（Divide and Conquer）：将复杂问题分解为若干个相似的子问题，分别解决后再合并结果。归并排序和快速排序是这一范式的经典代表。贪心算法（Greedy Algorithms）：在每一步选择局部最优解，期望最终得到全局最优解。霍夫曼编码和活动选择问题是常见的例子。动态规划（Dynamic Programming）：将问题分解成子问题，并存储子问题的解以避免重复计算。斐波那契数列、最长公共子序列等问题都可以用动态规划解决。回溯法（Backtracking）：通过系统地搜索所有可能的解，并在发现无效路径时进行剪枝。八皇后问题、数独求解等是回溯法的应用。理解这些设计范式，将帮助读者掌握构建新算法的思路和方法。第五章：算法在现代世界的回响算法已不再是象牙塔里的理论，而是驱动着我们数字生活的核心引擎。本章将揭示算法如何在各个领域发挥着至关重要的作用。互联网与搜索引擎：谷歌、百度等搜索引擎背后的PageRank算法，以及各种搜索优化算法，是如何让我们在海量信息中快速找到所需内容的。大数据分析：推荐系统（如电商平台的商品推荐、视频平台的影片推荐）、用户画像分析、欺诈检测等，都离不开复杂的算法模型。人工智能与机器学习：深度学习、神经网络等前沿技术，其底层逻辑正是由各种精巧的算法构成的。图像识别、语音识别、自然语言处理等能力的实现，都依赖于强大的算法支撑。金融领域：算法交易、风险评估、量化投资等，算法在金融市场的效率和稳定性方面扮演着重要角色。科学研究：天体物理学中的模拟计算、生物信息学中的基因序列比对、药物研发等，都离不开算法的支持。通过这些实例，读者将深刻体会到算法的力量，以及它们如何重塑我们的世界。结语：通往计算优雅之路算法，是连接问题与解决方案的桥梁，是实现计算效率与优雅的艺术。掌握算法，不仅仅是学习一门技术，更是培养一种抽象思维、逻辑分析和问题解决的能力。本书旨在为读者提供一个理解算法本质、探索其魅力的入门指南，希望能够激发大家对计算科学更深层次的探索欲望，踏上通往计算优雅与创新的不懈追求之路。