第1章算法基礎/1
1.1算法概念與特征1
1.1.1算法概念1
1.1.2算法特征1
1.2數學基礎1
1.2.1數學歸納法1
1.2.2取整函數3
1.2.3二項式定理5
1.2.4二項式繫數6
1.2.5斐波那契數8
1.2.6生成函數8
1.3算法復雜性分析11
1.3.1算法復雜性概念11
1.3.2算法復雜性刻度標準11
1.3.3算法復雜性耗費標準12
1.3.4漸進表示12
1.3.5漸進記號的常用函數14
1.4排序算法16
1.4.1插入排序16
1.4.2希爾排序16
1.4.3選擇排序17
1.4.4冒泡排序18
1.4.5合並排序19
1.4.6快速排序19
1.4.7排序算法的穩定性問題20
1.5遞歸與遞推20
1.5.1遞歸20
1.5.2遞推20
第2章信息結構/23
2.1線性表23〖1〗算法設計與分析目錄〖3〗〖3〗2.1.1線性表的操作23
2.1.2棧和隊列24
2.1.3表的存儲24
2.1.4表的操作25
2.2樹26
2.2.1樹的定義26
2.2.2二叉樹27
2.2.3二叉樹的遍歷28
2.3二叉搜索樹29
2.3.1二叉搜索樹的建立與插入29
2.3.2二叉搜索樹的刪除31
2.3.3二叉搜索樹的查找32
2.3.4二叉搜索樹操作算法復雜度分析33
2.4紅黑樹33
2.4.1定義34
2.4.2紅黑樹性質34
2.4.3樹結構的調整35
2.4.4插入35
2.4.5刪除38
2.5B樹40
2.5.1定義40
2.5.2B樹插入操作41
2.5.3B樹刪除操作43
2.6散列表46
2.6.1定義46
2.6.2散列表性能分析47
2.6.3散列函數47
2.7最小生成樹47
2.7.1定義47
2.7.2Kruskal算法48
2.7.3Prime算法48
第3章分治法/50
3.1概念50
3.1.1分治法的基本思想50
3.1.2分治法所處理問題的基本特征51
3.1.3分治算法的實現思路51
3.2折半查找53
3.2.1問題描述53
3.2.2問題分析53
3.2.3問題求解53
3.2.4算法實現54
3.2.5折半查找判定樹55
3.2.6算法復雜度分析55
3.3順序統計56
3.3.1問題描述56
3.3.2問題分析56
3.3.3問題求解56
3.3.4算法實現56
3.3.5算法復雜度分析58
3.4大整數乘法58
3.4.1問題描述58
3.4.2問題分析58
3.4.3分治法求解問題59
3.4.4改進的分治法59
3.5最大子數組問題59
3.5.1問題描述59
3.5.2算法分析60
3.5.3分治法求解最大子數組問題60
3.5.4算法實現60
3.5.5算法復雜性分析61
3.6矩陣乘法61
3.6.1問題描述61
3.6.2問題分析62
3.6.3分治法求解矩陣相乘62
3.6.4Strassen算法實現矩陣乘法63
3.7遞歸式求解63
3.7.1問題描述63
3.7.2代入法求解遞歸式64
3.7.3遞歸樹法求解遞歸式65
3.7.4主方法求解遞歸式66
3.8證明主定理67
3.8.1主定理67
3.8.2主定理遞歸樹表示67
3.8.3主定理證明68
3.9馬的周遊路線問題73
3.9.1問題描述73
3.9.2問題分析73
3.9.3問題求解73
3.9.4求解過程74
3.10循環賽日程安排76
3.10.1問題描述76
3.10.2問題分析76
3.10.3問題求解76
3.10.4算法實現77
3.10.5算法復雜度分析78
第4章動態規劃法/79
4.1概述79
4.1.1概念79
4.1.2算法實現79
4.1.3使用條件及特點80
4.2鋼條切割問題81
4.2.1問題描述81
4.2.2問題分析81
4.2.3問題求解82
4.2.4算法實現82
4.2.5小結83
4.3矩陣連乘問題83
4.3.1問題描述83
4.3.2問題分析83
4.3.3問題求解83
4.3.4算法實現84
4.3.5復雜性分析84
4.4最長公共子序列問題85
4.4.1問題描述85
4.4.2問題分析85
4.4.3問題求解86
4.4.4算法實現86
4.4.5復雜性分析87
4.5最優二叉樹搜索問題87
4.5.1問題描述87
4.5.2問題分析87
4.5.3問題求解88
4.5.4算法實現88
4.6單源最短路徑問題89
4.6.1問題描述89
4.6.2問題分析90
4.6.3問題求解90
4.6.4算法實現91
4.7資源分配問題91
4.7.1問題描述91
4.7.2問題分析91
4.7.3問題求解91
4.7.4算法實現93
4.8多重配置繫統可靠性問題93
4.8.1問題描述93
4.8.2問題分析94
4.8.3問題求解94
4.8.4算法實現95
4.9貨郎擔問題96
4.9.1問題描述96
4.9.2問題分析96
4.9.3問題求解96
4.9.4算法實現97
4.9.5復雜性分析98
4.10流水作業車間調度問題98
4.10.1問題描述98
4.10.2問題分析99
4.10.3問題求解99
4.10.4算法實現100
第5章貪心算法/101
5.1概念101
5.1.1貪心算法的基本要素101
5.1.2貪心算法的基本思想101
5.1.3貪心算法的實現過程101
5.1.4適用條件102
5.2背包問題102
5.2.1問題描述102
5.2.2問題求解102
5.2.3算法實現103
5.2.4算法分析104
5.3帶時限的作業調度問題105
5.3.1問題描述105
5.3.2問題分析105
5.3.3以利潤最大作為貪心策略106
5.3.4以最大時限作為貪心策略107
5.3.5快速調度法108
5.4最佳合並順序109
5.4.1問題描述109
5.4.2問題分析109
5.4.3問題求解109
5.4.4算法實現110
5.4.5算法正確性證明111
5.5磁盤文件的最佳存儲111
5.5.1問題描述111
5.5.2問題分析111
5.5.3問題求解112
5.5.4算法實現113
5.5.5算法分析113
5.6活動安排問題115
5.6.1問題描述115
5.6.2問題分析115
5.6.3問題求解116
5.6.4算法實現117
5.6.5算法分析117
5.7哈夫曼編碼118
5.7.1概述118
5.7.2前綴碼118
5.7.3哈夫曼編碼方案119
5.7.4算法實現120
5.7.5算法分析120
5.8擬陣121
5.8.1擬陣定義121
5.8.2加權擬陣上的貪心算法122
5.8.3用擬陣求解帶時限的作業調度問題123
第6章回溯法/125
6.1概述125
6.1.1概念125
6.1.2基本思想125
6.1.3回溯法的基本理論125
6.1.4實現步驟126
6.2n皇後問題127
6.2.1問題描述127
6.2.2問題分析127
6.2.3問題求解127
6.2.4算法實現128
6.3子集和問題129
6.3.1問題描述129
6.3.2問題分析129
6.3.3問題求解130
6.3.4算法實現132
6.4圖的M著色問題133
6.4.1問題描述133
6.4.2問題分析133
6.4.3問題求解134
6.4.4算法實現135
6.4.5復雜度分析136
6.501背包問題136
6.5.1問題描述136
6.5.2問題分析136
6.5.3問題求解137
6.5.4算法實現138
6.6哈密頓回路問題140
6.6.1問題描述140
6.6.2問題分析140
6.6.3問題求解141
6.6.4算法實現142
6.7連續郵資問題143
6.7.1問題描述143
6.7.2問題分析143
6.7.3問題求解144
6.7.4算法實現144
第7章分支限界法/147
7.1概述147
7.1.1基本思想147
7.1.2與回溯法的區別147
7.1.3剪枝函數147
7.1.4實現步驟147
7.1.5求解目標148
7.1.6搜索策略148
7.1.7分支限界法的分類148
7.215迷問題149
7.2.1問題描述149
7.2.2問題分析149
7.2.3問題求解149
7.2.4算法實現152
7.2.5算法復雜度分析156
7.3貨郎擔問題157
7.3.1問題描述157
7.3.2問題分析157
7.3.3問題求解159
7.3.4算法實現161
7.401背包問題164
7.4.1問題描述164
7.4.2問題分析164
7.4.3問題求解165
7.4.4算法實現167
7.5同順序任務加工問題170
7.5.1問題描述170
7.5.2問題分析170
7.5.3n項任務m臺處理機任務啟動時間171
7.5.4問題求解173
7.5.5算法實現174
7.5.6效率分析178
7.6最大團問題178
7.6.1問題描述178
7.6.2問題分析179
7.6.3問題求解179
7.6.4算法實現180
7.7裝載問題182
7.7.1問題描述182
7.7.2問題分析182
7.7.3問題求解183
7.7.4算法實現185
7.8布線問題187
7.8.1問題描述187
7.8.2問題分析187
7.8.3問題求解188
7.8.4算法實現188
第8章概率分析和隨機算法/193
8.1概念193
8.2隨機數產生方法193
8.2.1隨機數的概念193
8.2.2隨機數的應用194
8.2.3隨機數的產生方法194
8.2.4隨機數生成195
8.2.5常見分布函數的隨機數的產生196
8.3數值概率算法196
8.3.1用隨機投點法計算π值197
8.3.2計算定積分197
8.3.3解非線性方程組198
8.4蒙特卡羅算法199
8.4.1蒙特卡羅算法思想199
8.4.2蒙特卡羅算法實現步驟199
8.4素問題200
8.4.4素數測試問題201
8.5拉斯維加斯算法203
8.5.1n皇後問題203
8.5.2隨機排序205
8.5.3求解整數因子分解206
8.6舍伍德算法207
8.素選擇問題208
8.6.2搜索有序表210
8.6.3跳躍表211
8.7生日悖論215
參考文獻/217
第1章管理信息繫統概述/1
1.1信息、管理、管理信息與繫統1
1.1.1信息與數據1
1.1.2管理與管理信息3
1.1.3繫統3
1.2信息繫統4
1.2.1信息繫統的概念4
1.2.2信息繫統的類型4
1.2.3信息繫統與管理5
1.3管理信息繫統5
1.3.1管理信息繫統的概念5
1.3.2管理信息繫統的功能5
1.3.3管理信息繫統的特征6
1.3.4管理信息繫統的類型6
1.4管理信息繫統的技術基礎7
1.4.1數據處理技術7
1.4.2數據庫技術8
1.4.3計算機網絡技術8
1.5管理信息繫統的開發原則、策略和方法8
1.5.1管理信息繫統的開發原則8
1.5.2管理信息繫統的開發策略9
1.5.3管理信息繫統的開發方法9
1.6管理信息繫統的典型案例11
1.6.1MIS支持沃爾瑪創造商業奇跡11
1.6.2海爾集團: 信息化助力創造世界名牌公司12
小結12
習題13
第2章數據庫高級編程/14
2.1SQL Server相關配置14
2.2使用ADO.NET訪問數據庫192.2.1連接數據庫19
2.2.2對數據庫進行添加、修改及刪除操作20
2.2.3查詢數據庫中的數據22
2.2.4數據綁定控件25
2.3Entity Framework基礎知識49
2.3.1從委托到Lambda49
2.3.2Entity Framework架構56
2.4使用Entity Framework訪問數據庫57
2.4.1Entity Framework的安裝57
2.4.2創建數據庫及實體對像模型57
2.4.3數據庫增、刪、改、查操作61
小結66
習題66
〖1〗算法設計與分析目錄〖3〗〖3〗第3章繫統架構/67
3.1三層架構簡介67
3.2簡單三層架構69
3.2.1數據訪問層69
3.2.2數據訪問通用類庫77
3.2.3實體類庫80
3.2.4業務邏輯層84
3.2.5表示層86
3.3工廠模式三層架構99
3.3.1接口類庫設計100
3.3.2工廠類庫設計102
3.3.3其他層的代碼修改103
小結104
習題105
第4章ASP.NET MVC模式/106
4.1MVC模式簡介106
4.2ASP.NET MVC工作原理108
4.3ASP.NET MVC控制器112
4.4ASP.NET MVC視圖115
4.5ASP.NET MVC模型119
小結124
習題124
第5章前端框架Bootstrap/125
5.1Bootstrap簡介125
5.1.1安裝Bootstrap125
5.1.2Bootstrap的主要特性127
5.1.3Bootstrap在Visual Studio 2019中的應用128
5.2Bootstrap樣式131
5.2.1網格繫統131
5.2.2排版141
5.2.3表格143
5.2.4表單146
5.2.5按鈕153
5.2.6圖片156
5.3布局組件157
5.3.1字體圖標157
5.3.2下拉菜單158
5.3.3輸入框組159
5.3.4導航162
5.3.5其他組件164
5.4JavaScript164
5.4.1標簽頁內容165
5.4.2模態對話框168
5.4.3工具提示和彈出對話框171
小結173
習題173
第6章圖書管理繫統案例開發/174
6.1項目描述174
6.1.1項目背景174
6.1.2業務描述174
6.1.3用戶描述175
6.2繫統需求175
6.2.1需求描述175
6.2.2模塊設計175
6.2.3數據庫設計177
6.3繫統實現180
6.3.1技術要點180
6.3.2主要功能模塊及界面設計180
6.4程序打包193
小結199
習題199
第7章超市商品進銷存管理繫統案例開發/200
7.1繫統需求200
7.2繫統設計201
7.2.1模塊設計201
7.2.2數據庫設計201
7.3繫統實現202
7.3.1實體數據模型202
7.3.2主界面模塊203
7.3.3商品管理模塊206
7.3.4進貨管理模塊211
7.3.5銷售管理模塊213
7.3.6庫存統計模塊215
7.4技術經驗總結217
7.4.1技術總結217
7.4.2經驗總結217
第8章在線考試繫統案例開發/218
8.1項目概述218
8.2繫統需求218
8.2.1業務描述218
8.2.2用戶描述218
8.2.3功能分析219
8.3繫統分析設計220
8.3.1模塊設計220
8.3.2數據庫設計220
8.4技術準備224
8.4.1Excel組件使用224
8.4.2數據庫的隨機排序方法226
8.4.3API的使用226
8.4.4注冊表的使用227
8.4.5控件的代碼生成法228
8.5實體類庫實現228
8.5.1Student類229
8.5.2TestQuestion類230
8.5.3CreatePaperScheme類232
8.5.4TestPaper類233
8.5.5QuestionTypeScore類233
8.5.6Questions類234
8.5.7StudentAnswer類235
8.6數據訪問層實現237
8.6.1DALStudent類237
8.6.2DALTestQuestion類238
8.6.3DALCreatePaperScheme類240
8.6.4DALTestPaper類241
8.6.5DALQuestionTypeScore類241
8.6.6DALQuestions類242
8.6.7DALStudentAnswer類243
8.7業務邏輯層實現246
8.7.1BLLStudent類246
8.7.2BLLTestQuestion類247
8.7.3BLLCreatePaperScheme類248
8.7.4BLLTestPaper類249
8.7.5BLLQuestionTypeScore類249
8.7.6BLLQuestions類250
8.7.7BLLStudentAnswer類251
8.8表示層實現253
8.8.1學生信息管理模塊——“學生信息管理”窗體254
8.8.2學生信息管理模塊——“學生信息編輯”窗體261
8.8.3題庫管理模塊——“題庫管理”窗體263
8.8.4題庫管理模塊——“題庫編輯”窗體269
8.8.5組卷模塊274
8.8.6學生端主界面285
8.8.7學生考試模塊288
8.9技術經驗總結298
8.9.1技術總結298
8.9.2經驗總結298
第9章高校實踐課題管理繫統案例開發/299
9.1項目描述299
9.2繫統需求分析300
9.2.1總體需求300
9.2.2需求描述301
9.3繫統設計308
9.3.1總體設計308
9.3.2業務流程建模309
9.4數據庫設計與實現313
9.4.1數據庫設計313
9.4.2數據庫實現314
9.5繫統實現318
9.5.1項目總體實現318
9.5.2實體及數據訪問層實現320
9.5.3管理員模塊實現324
9.5.4教師模塊實現349
9.5.5學生模塊實現370
9.6繫統測試379
9.6.1學生管理測試用例379
9.6.2題庫管理測試用例381
9.6.3課題選報測試用例385
9.7技術經驗總結389
9.7.1技術總結389
9.7.2經驗總結389
參考文獻/390

自2008年起為本科生開設“算法分析與設計”課程，自2010年起為專業學位碩士開設“算法分析與設計”課程，於2019年拓展為學術型學位碩士開設“算法分析與設計”課程，前後已15年。近年來，隨著人工智能和大數據技術的飛速發展，特別是以深度學習為代表的機器學習領域的跨越性發展，算法技術被提到了空前的高度，並得到了產業界前所未有的重視。但在深度學習應用中偏重於數據標注和提高訓練效率，對模型本身、模型改進的研究較少。在本科生教學階段，主要講述算法的基礎知識和常用算法，在研究生教學階段增加了啟發式算法和人工智能算法，目的是使學生掌握常用的算法技術，為後續的學習和研究打好基礎。
本書共分為8章，第1章講述了算法的概念、特征、算法復雜性及相關數學基礎；第2章講述了算法相關的數據組織方式和組織結構；第3～8章分別講述了分治法、動態規劃法、貪心算法、回溯法、分支限界法、概率分析和隨機算法。
本書的特色主要有: 
(1)書中包含大量的案例，通過案例分析掌握相關算法。
(2)每個案例按照問題提出、問題分析、問題求解、算法實現、算法復雜性分析的思路講解。
(3)分治法、動態規劃法采用傳統的類C語言偽代碼進行描述；貪心算法、回溯法、分支限界法、概率分析和隨機算法采用C#語言實現。
(4)書中對流水作業調度問題進行了深入的探討，並給出了一組下界值估計函數。
編者在2008年首次講授“算法分析與設計”課程，基於吳敏華教授的《算法分析與設計》白皮書(2005年1月)，之後在此基礎上不斷擴展，在此對吳敏華教授表示感謝！在資料的收集方面，得到了首都師範大學信息工程學院2021級選修“算法分析與設計”課程的75名研究生的協助，在此一並表示感謝！

著者
2023年9月