算法在計算科學中扮演著重要角色。算法設計是計算機科學與技術專業的專業必修課，其目標是培養學生分析問題和解決問題的能力，使學生掌握算法設計的基本技巧和方法，熟悉算法分析的基本技術，並能熟練運用一些常用算法，解決一些較綜合的問題。

在學習本課程之前，學生已經學習了基本的數據結構知識，能熟練運用一門或多門編程語言，並具備了一定的編程經驗。如何利用這些已學過的知識，對不同的實際問題設計出有效的算法，正是本課程所要達到的目的。

本課程特點是“問題模型化，求解算法化，設計化”，在掌握必要的算法設計技術和編程技巧的基礎上，能夠在實際工作中根據具體問題設計和優化算法。本書是針對這一特點並結合本課程組的教學經驗編寫的。

全書由10章構成，各章內容如下：

第1章 概論，介紹算法的概念、算法分析方法和基本的計算復雜性理論。

第2章 遞歸算法設計技術，介紹遞歸的概念、遞推式的計算、遞歸算法設計方法和相關示例、遞歸算法到非遞歸算法的轉化。

第3章 窮舉法，介紹窮舉法的特點、窮舉法的基本應用示例和遞歸在窮舉法中的應用示例。

第4章 分治法，介紹分治法的策略和求解過程，討論采用分治法求解排序問題、查找問題、連續子序列和問題、大整數乘法問題和矩陣乘法問題的典型算法，並簡要介紹了並行計算的概念。

第5章 貪心法，介紹貪心法的策略、求解過程和貪心法求解問題應具有的性質，討論采用貪心法求解區間問題、背包問題、多機調度問題、哈夫曼編碼和磁盤排序問題的典型算法。

第6章 動態規劃，介紹動態規劃的原理和求解步驟，討論采用動態規劃法求解整數拆分問題、長公共子序列問題、0/1背包問題、連續子序列和問題和資源分配問題的典型算法。

第7章 回溯法，介紹解空間概念和回溯法算法框架，討論采用回溯法求解0/1背包問題、子集和問題、排列和組合問題、迷宮問題、n皇後問題的典型算法。

第8章 分枝限界法，介紹分枝限界法的特點和設計思想，討論采用隊列式分枝限界法和采用優先隊列式分枝限界法求解0/1背包問題的典型算法。

第9章 圖搜索算法設計，介紹圖的存儲表示、圖的兩種基本的搜索算法，利用STL設計算法的基本知識，討論了構造圖小生成樹的兩種算法、產生圖短路徑的3種算法，並采用5種算法策略求解旅行推銷員問題（TSP問題）以及求多段圖的關鍵路徑等典型算法； 後介紹網絡流的相關概念以及求流和小費用流的算法。

第10章 幾何計算，介紹幾何計算中常用的矢量運算以及求解凸包問題、近點對問題和遠點對問題的典型算法。

另有3個附錄，附錄A給出部分練習題的參考答案，附錄B給出所有上機實驗題的參考程序，附錄C給出書中主要算法實現程序的清單。

本書的特點是內容豐富、由淺入深、循序漸進，在各章中，首先介紹一種算法設計策略的基本思想，然後從解決實際問題入手，由易到難地描述幾個經典示例，使讀者既能學到一些常用求解問題的算法，又能通過對算法策略的反復應用，掌握其核心思想，以便收到融會貫通之效。同時本書特別注重同一個問題的多種解法以及不同算法的比較，使讀者更容易體會到每一種算法策略的設計特點和各自的優缺點。

書中絕大多數算法在VC 6.0中調試通過，本書的教學PPT和所有源程序可以從清華大學出版社網站免費下載。

本書的編寫工作得到湖北省教育廳和武漢大學教學研究項目《計算機科學與技術專業課程體繫改革》的大力支持，清華大學出版社魏江江主任也全力支持本書的編寫工作，作者在此一並表示衷心感謝。

本書是課程組全體教師多年教學經驗的總結和體現，盡管作者不遺餘力，由於水平所限，仍存在錯誤和不足之處，敬請教師和同學們批評指正在此表示萬分的感謝。

編者2015年3月