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    【作者】 李恆武 
    【所屬類別】 圖書  教材  研究生/本科/專科教材  工學 
    【出版社】清華大學出版社 
    【ISBN】9787302585091
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝-膠訂

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787302585091
    作者:李恆武

    出版社:清華大學出版社
    出版時間:2022年01月 

        
        
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    編輯推薦

    全書提供了大量熱點問題、應用實例和常用算法,每章均附有POJ配套編程實踐題、思考題和習題。全書配套MOOC視頻、PPT、知識梳理、章節測驗、實踐作業、在線題庫和文檔資源。

     
    內容簡介

    本書是中國大學MOOC、智慧樹和學銀在線精品課程配套教材,也是工科聯盟和一流專業課程配套教材。 本書以問題求解為主線,全面介紹問題求解的方法與優化技巧,分為算法與問題、算法分析、算法設計、問題復雜性與求解、圖算法6部分。算法與問題著重介紹問題求解過程和問題變換; 算法分析主要介紹算法復雜度、復雜度分析與比較方法、時空均衡; 算法設計主要介紹枚舉算法、貪心算法、遞推算法、分治算法、動態規劃算法、回溯算法、分支限界、網絡流算法策略與優化方法; 問題復雜性與求解主要介紹問題復雜性分類、NP完全問題證明與求解策略、隨機算法、近似算法等; 圖算法介紹和總結圖的可圖性、連通圖、可行遍性和平面圖問題。 本書提供了大量熱點問題、應用實例和常用算法,每章均附有POJ配套編程實踐題、思考題和習題。全書配套微課視頻、PPT、知識梳理、章節測驗、實踐作業、在線題庫和文檔資源。 本書適合作為高等院校計算機科學與技術、軟件工程、人工智能、信息安全、信息與計算、金融信息化、金融大數據、數字媒體與技術類專業高年級本科生、研究生的教材,也可作為ACM競賽培訓和成人教育自學教材,同時可供程序設計開發人員、廣大科技工作者和研究人員參考。

    作者簡介

    李恆武,單位:山東財經大學
    職務、職稱:教授  機器學習與財經數據挖掘重點實驗室主任  山東省教學信息化與教學方法創新指導委員會委員
    性別:男 年齡:51
    專業:計算機軟件與理論
    學歷:博士 
    研究領域:生物計算、人工智能 
    研究成果:著有《web技術》《web技術設計與開發》《雲計算機與大數據的應用》等,發表高水平論文40餘篇,主講《算法分析與設計》被評為在線開放精品課程。

    目錄
    第1章算法與問題
    1.1穩定匹配問題
    1.1.1問題分析
    1.1.2穩定匹配算法
    1.1.3正確性證明
    1.1.4算法實現
    1.1.5算法總結
    本節思考題
    1.2算法概述
    1.2.1算法的概念
    1.2.2算法的性質
    1.2.3算法與程序
    1.2.4算法與問題
    1.2.5問題求解

    第1章算法與問題


    1.1穩定匹配問題


    1.1.1問題分析


    1.1.2穩定匹配算法


    1.1.3正確性證明


    1.1.4算法實現


    1.1.5算法總結


    本節思考題


    1.2算法概述


    1.2.1算法的概念


    1.2.2算法的性質


    1.2.3算法與程序


    1.2.4算法與問題


    1.2.5問題求解


    本節思考題


    1.3問題變換


    1.3.1大學入學申請


    1.3.2問題變換


    本節思考題


    本章習題


    第2章算法分析


    2.1算法分析概述


    2.1.1算法選擇


    2.1.2分析方法


    2.1.3有效算法


    2.1.4事後統計


    2.1.5算法分析總結


    2.2漸近復雜度


    2.2.1上界


    2.2.2下界


    2.2.3緊界


    2.2.4高階和低階


    2.2.5性質


    2.3復雜度比較


    2.3.1階的高低


    2.3.2比較方法


    2.4實例分析


    2.4.1非遞歸算法分析


    2.4.2分析實例


    本節思考題


    2.5時空均衡


    2.5.1空間復雜度


    2.5.2預處理


    2.5.3預構造


    2.5.4圖的遍歷


    本節思考題


    本章習題


     


     


    第3章枚舉算法


    3.1枚舉與優化


    3.1.1蠻力算法


    3.1.2枚舉算法概述


    3.1.3枚舉優化


    本節思考題


    3.2組合與排列


    3.2.1排列


    3.2.2子集


    本節思考題


    本章習題


    第4章貪心算法


    4.1概述


    4.1.1部分背包問題


    4.1.2貪心算法概述


    本節思考題


    4.2基本要素


    4.2.1性質


    4.2.2解證明


    4.2.3預處理技巧


    本節思考題


    4.3區間問題


    4.3.1區間調度問題


    4.3.2區間劃分問題


    4.3.3區間選點問題


    4.3.4區間覆蓋問題


    4.4MST問題


    4.4.1MST特性


    4.4.2Prim算法


    4.4.3Kruskal算法


    4.4.4逆刪除算法


    4.4.5MST性


    本節思考題


    4.5哈夫曼編碼


    4.5.1哈夫曼算法


    4.5.2木板問題


    本節思考題


    本章習題


    第5章遞推算法


    5.1遞推算法概述


    5.1.1遞推


    5.1.2遞推與遞歸


    5.1.3遞推與循環


    5.1.4遞歸與非遞歸


    5.1.5切分問題


    5.1.6獄吏問題


    本節思考題


    5.2倒推算法


    5.2.1倒推與應用


    5.2.2約瑟夫問題


    本節思考題


    5.3遞推求解


    5.3.1快速排序


    5.3.2遞推方程求解


    本節思考題


    本章習題


    第6章分治算法


    6.1分治算法概述


    6.1.1設計思想


    6.1.2合並排序 


    6.1.3基本特點


    本節思考題


    6.2分治類型


    6.2.1不相似分治


    6.2.2不獨立分治


    6.2.3三分法


    6.2.4減治法


    6.2.5排序算法


    本節思考題


    6.3減少子問題個數


    6.3.1二分搜索


    6.3.2大整數乘法


    6.3.3Strassen矩陣乘法


    6.4改進分治均衡度


    6.4.1隨機快速排序


    6.4.2線性時間選擇


    本節思考題


    6.5減少分解合並時間


    6.5.1接近點對問題


    6.5.2計數逆序問題


    本節思考題


    本章習題


    第7章動態規劃算法


    7.1動態規劃


    7.1.1兔子序列


    7.1.2賦權區間調度問題


    7.1.3基本性質


    7.1.4求解步驟


    本節思考題


    7.2決策與遞推關繫


    7.2.1數字三角形 


    7.2.2多階段決策與遞推關繫


    本節思考題


    7.3背包問題


    7.3.101背包問題


    7.3.2恰好裝滿背包


    7.3.3完全背包


    7.3.4多重背包


    7.3.5混合背包


    本節思考題


    7.4區間動態規劃


    7.4.1矩陣相乘


    7.4.2矩陣連乘


    7.5DAG動態規劃


    7.5.1拓撲排序


    7.5.2嵌套矩形


    7.5.3長不降子序列


    7.5.4硬幣問題


    7.6樹圖動態規劃


    7.6.1短路徑問題


    7.6.2FloydWarshall算法


    7.6.3樹狀動態規劃


    本節思考題


    7.7序列相似度


    7.7.1LCS問題


    7.7.2序列比對


    7.7.3動態規劃復雜度


    本節思考題


    本章習題


    第8章回溯算法


    8.1裝載問題 


    8.1.1裝載問題分析


    8.1.2裝載問題的回溯算法


    8.2旅行商問題 


    8.2.1旅行商問題分析


    8.2.2旅行商問題的回溯算法


    本節思考題


    8.3基本特征


    8.3.1解題步驟


    8.3.2回溯方式


    8.3.3解空間結構


    8.3.4算法效率


    8.401背包問題


    8.4.101背包問題的回溯算法


    8.4.2改進上界函數


    8.5n皇後問題


    8.5.1n皇後問題分析


    8.5.2n皇後問題的回溯算法


    8.6效率改進與估計


    8.6.1效率估計


    8.6.2效率改進


    8.6.3適用條件


    本章習題


    第9章分支限界


    9.101背包問題


    9.1.101背包問題的隊列式分支限界


    9.1.201背包問題的優先隊列式分支限界


    9.1.301背包問題的優先級改進


    9.2旅行商問題


    9.2.1旅行商問題的優先隊列式分支限界


    9.2.2旅行商問題的優先級改進


    本節思考題


    9.3分支限界


    9.3.1分支限界方式


    9.3.2分支限界與回溯算法


    9.3.3剪枝函數


    9.3.4雙向廣度搜索


    9.4算法總結


    本章習題


    第10章網絡流算法


    10.1流和小割


    10.1.1流


    10.1.2小割


    10.1.3流算法


    10.2流算法改進


    10.2.1容量縮放算法


    10.2.2短增廣路算法


    本節思考題


    10.3預流推進算法


    10.4流算法推廣


    10.4.1多源點多彙點問題


    10.4.2無向圖的流問題


    10.4.3頂點容量限制問題


    10.4.4帶需求的流通問題


    10.4.5帶需求和下界的流通


    10.4.6調查設計


    10.5小費用流


    10.5.1小費用路算法


    10.5.2小逃逸問題


    10.6二分測試與二分匹配


    10.6.1二分測試


    10.6.2二分匹配


    10.6.3網絡流算法


    10.6.4匈牙利算法


    10.7應用實例


    10.7.1二分匹配公式


    10.7.2二分匹配應用


    本節思考題


    10.8二分圖匹配


    本章習題


    第11章隨機算法


    11.1隨機算法概述


    11.1.1確定性算法和隨機算法


    11.1.2隨機算法分類


    11.1.3偽隨機數


    11.1.4模運算


    11.2數值隨機算法


    11.2.1計算π值


    11.2.2計算定積分


    11.3舍伍德算法


    11.3.1隨機快速排序算法


    11.3.2隨機選擇算法


    11.3.3隨機洗牌算法


    11.3.4搜索有序表


    11.4拉斯維加斯算法


    11.5蒙特卡羅算法


    11.5素問題


    11.5.2素數檢測


    本節思考題


    本章習題


    第12章計算復雜性


    12.1P與NP


    12.1.1易解與難解問題


    12.1.2判定與優化問題


    12.1.3計算模型


    12.1.4P類


    12.1.5NP類


    12.1.6COOK歸約與KARP歸約


    12.1.7多項式時間變換


    本節思考題


    12.2NP完全問題


    12.2.1NP完全


    12.2.2COOK定理


    12.3NP完全問題證明


    12.3.1局部替換


    12.3.2分支設計技術


    12.3.3限制技術


    本節思考題


    12.4NP完全問題求解


    12.4.1求解策略


    12.4.2子問題求解


    12.4.3參數化算法


    12.4.4圖著色問題


    12.5coNP和PSPACE


    12.5.1coNP


    12.5.2PSPACE


    本章習題


    第13章近似算法


    13.1近似算法


    13.2相對近似算法


    13.2.1相對近似算法概述


    13.2.2貪心近似


    13.2.3組合技術


    13.2.4定價法


    13.2.5線性規劃與舍入


    本節思考題


    13.3多項式時間近似方案


    13.3.101背包問題的近似算法


    13.3.201背包問題的多項式時間近似方案 


    13.3.301背包問題的完全多項式時間近似方案


    本節思考題


    本章習題


    第14章圖算法


    14.1基本概念


    14.1.1無向圖與有向圖


    14.1.2握手定理


    14.1.3圖的表示


    14.1.4路徑


    14.1.5賦權圖


    14.2可圖性


    14.2.1可圖性概述


    14.2.2圖的同構


    14.3圖的遍歷


    14.3.1深度優先搜索


    14.3.2廣度優先搜索


    14.4無向連通圖


    14.4.1無向連通圖概述


    14.4.2生成樹


    14.4.3圖的連通度


    14.4.4割點與橋


    14.4.5雙連通分量


    14.4.6點連通度


    14.4.7邊連通度


    14.5有向連通圖


    14.5.1有向連通圖概述


    14.5.2強連通分量


    14.5.3拓撲排序


    14.5.4傳遞閉包


    14.6可行遍性


    14.6.1無向歐拉圖


    14.6.2有向歐拉圖


    14.6.3歐拉圖判定


    14.6.4歐拉回路


    14.6.5哈密頓圖


    本節思考題


    14.7平面圖


    14.7.1平面圖概述


    14.7.2圖著色問題


    14.7.3圖著色算法


    14.7.4圖的轉化


    本節思考題


    本章習題


    參考文獻

    前言
    智能時代的今天,互聯網是道開胃菜,人工智能是主菜。但不管是AlphaGo打遍天下無敵手,還是紅客與黑客網絡大戰,程序設計都是技能。“如果你控制了代碼,那就控制了世界。”這是未來學家Marc Goodman的預言,現在正在慢慢成為現實。
    “Pascal之父”Nicklaus Wirth提出的公式“算法 數據結構=程序”展示了程序的本質。算法不但是程序,也是計算機科學的核心和靈魂。David Berlinski更是認為算法成就了現代世界。
    “科學殿堂裡陳列著兩顆熠熠生輝的寶石: 一顆是微積分; 另一顆就是算法。微積分成就了現代科學,而算法成就了現代世界。”
    面對各個應用領域的大量復雜問題,重要的是建立數學模型並設計高效的求解算法。在當今復雜、海量信息的大數據處理中,好算法往往是一錘定音的利器。
    本書從解決問題和應用實例入手,按照提出問題、分析問題、解決問題、總結問題的步驟,培養學生分析問題和解決問題的能力。以實踐和能力為導向,線上開放與線下實踐相結合,自動評測和互動交流相結合,專題案例與思考討論相結合,聚集和重組課程內容,適應探究性和碎片化學習,適應自主性和多樣化學習,化和個性化需求,培養學生主動學習、研究和創新意識。

    智能時代的今天,互聯網是道開胃菜,人工智能是主菜。但不管是AlphaGo打遍天下無敵手,還是紅客與黑客網絡大戰,程序設計都是技能。“如果你控制了代碼,那就控制了世界。”這是未來學家Marc Goodman的預言,現在正在慢慢成為現實。
    “Pascal之父”Nicklaus Wirth提出的公式“算法 數據結構=程序”展示了程序的本質。算法不但是程序,也是計算機科學的核心和靈魂。David Berlinski更是認為算法成就了現代世界。
    “科學殿堂裡陳列著兩顆熠熠生輝的寶石: 一顆是微積分; 另一顆就是算法。微積分成就了現代科學,而算法成就了現代世界。” 
    面對各個應用領域的大量復雜問題,重要的是建立數學模型並設計高效的求解算法。在當今復雜、海量信息的大數據處理中,好算法往往是一錘定音的利器。
    本書從解決問題和應用實例入手,按照提出問題、分析問題、解決問題、總結問題的步驟,培養學生分析問題和解決問題的能力。以實踐和能力為導向,線上開放與線下實踐相結合,自動評測和互動交流相結合,專題案例與思考討論相結合,聚集和重組課程內容,適應探究性和碎片化學習,適應自主性和多樣化學習,化和個性化需求,培養學生主動學習、研究和創新意識。
    本書共14章,主要內容包括算法與問題、算法分析、枚舉算法、貪心算法、遞推算法、分治算法、動態規劃算法、回溯算法、分支限界、網絡流算法、隨機算法、計算復雜性、近似算法和圖算法。
    本書適合作為高等院校計算機相關專業高年級本科生和研究生的教材,也可作為ACM競賽培訓和成人教育自學教材,還可作為電子工程技術人員的參考用書。
    本書由李恆武老師編寫。特別感謝耿蕾蕾老師和張琦乾同學的審核和建議,張琦乾同學給出全書算法示例和POJ編程習題的標準模板。在本書的編寫過程中,得到了許多老師和學生的支持與幫助,在此表示誠摯的感謝! 
    本書是中國大學MOOC、智慧樹和學銀在線精品課程配套教材,也是工科聯盟和一流專業課程配套教材,提供完整的視頻、電子教案、知識梳理、章節測驗、實踐作業、思考討論、在線題庫和文檔資源,便於教學和學生實踐。
    後,衷心祝願讀者能夠從此書中獲益,從而實現自己的編程夢想。由於本書的內容較多、牽涉的技術較廣,書中疏漏之處在所難免,歡迎讀者在使用過程中提出寶貴意見。


    李恆武


    2021年4月

















     
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