算法分析导论(第2版)(英文版)

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出版者:电子工业出版社
作者:[美]Robert Sedgewick(罗伯特•塞奇威克)
出品人:
页数:588
译者:
出版时间:2015-6
价格:128.00元
装帧:平装
isbn号码:9787121260704
丛书系列:原味精品书系
图书标签:
  • 算法
  • 计算机科学
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具体描述

《算法分析导论(第2版)(英文版)》全面介绍了算法的数学分析中所涉及的主要技术。涵盖的内容来自经典的数学课题(包括离散数学、初等实分析、组合数学),以及经典的计算机科学课题(包括算法和数据结构)。《算法分析导论(第2版)(英文版)》的重点是“平均情况”或“概率性”分析,书中也论述了“最差情况”或“复杂性”分析所需的基本数学工具。

《算法分析导论(第2版)(英文版)》第 1 版为行业内的经典著作,本版不仅对书中图片和代码进行了更新,还补充了新章节。全书共 9 章,第 1 章是导论 ;第 2~5 章介绍数学方法 ;第 6~9 章介绍组合结构及其在算法分析中的应用。除每章包含的大量习题以及参考文献外,《算法分析导论(第2版)(英文版)》特设配套免费学习网站,为读者提供了很多关于算法分析的补充材料,包括课件和相关网站的链接,帮助读者提高学习兴趣,完成更深入的学习。

《算法分析导论(第2版)(英文版)》适合作为高等院校数学、计算机科学以及相关专业的本科生和研究生的教材,也可供相关技术人员和爱好者学习参考。

《算法设计与分析:基础与高级技术》 本书深入探讨了计算机科学中最核心的两个领域:算法设计与分析。从最基本的概念出发,逐步引导读者理解如何构建高效、可扩展的算法,以及如何严谨地评估其性能。全书结构清晰,内容循序渐进,力求为读者打下坚实的理论基础,并掌握解决复杂计算问题的实际能力。 第一部分:算法设计基础 本部分聚焦于算法设计的基本思想和常用方法。我们从算法的定义、表示(如伪代码)以及基本复杂度度量(时间复杂度、空间复杂度)开始,让读者对算法的本质有一个清晰的认识。 递归与分治策略: 深入讲解递归的思想,并通过经典的例子,如斐波那契数列、汉诺塔等,展示递归的强大之处。随后,介绍分治这一强大的设计范式,阐述其核心思想——分解、解决、合并。读者将学习如何将复杂问题分解为更小的子问题,递归地解决它们,然后组合子问题的解得到原问题的解。我们将详细分析归并排序、快速排序等基于分治思想的经典排序算法,并探究它们在不同场景下的性能表现。 贪心算法: 介绍贪心算法的设计哲学,即在每一步选择局部最优解,期望最终能得到全局最优解。通过诸如活动选择问题、霍夫曼编码、最小生成树(Prim算法、Kruskal算法)等实例,揭示贪心算法的应用范围和适用条件。我们将分析贪心算法正确性的证明方法,以及其在实践中的局限性。 动态规划: 动态规划是解决具有重叠子问题和最优子结构特性的问题的强大工具。本部分将详细介绍动态规划的设计思想,包括最优子结构、重叠子问题以及状态转移方程的定义。读者将学习如何通过自顶向下(带备忘录)和自底向上(表格法)两种方式实现动态规划。经典的动态规划问题,如背包问题(0/1背包、完全背包)、最长公共子序列、矩阵链乘法等,都将得到详尽的讲解,并分析其时间复杂度和空间复杂度。 回溯法与分支限界法: 对于搜索类问题,回溯法提供了一种系统性搜索解空间的方法。我们将讲解回溯法的基本思想,即通过试探性的搜索,在搜索过程中不断将问题分解,并根据当前状态剪枝。读者将学习如何使用回溯法解决组合问题,如N皇后问题、全排列等。在此基础上,我们将进一步介绍分支限界法,它通过对解空间进行剪枝,以更高效的方式找到最优解。 第二部分:高级算法主题 本部分将深入探讨更复杂、更具挑战性的算法技术,以及它们在特定领域的应用。 图算法: 图是表示对象之间关系的重要数据结构。本部分将涵盖图的基本概念,如顶点、边、连通性等。我们将详细讲解图的遍历算法,包括深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),并展示它们在判断连通性、寻找最短路径(单源最短路径Dijkstra算法,所有顶点对最短路径Floyd-Warshall算法)等问题中的应用。此外,还将介绍强连通分量、拓扑排序等图算法。 网络流: 网络流算法在匹配、调度、资源分配等领域有着广泛的应用。我们将介绍最大流问题和最小割问题,并重点讲解Ford-Fulkerson算法及其改进算法(如Edmonds-Karp算法),以及相关的概念,如残量网络、增广路径等。 字符串匹配算法: 高效的字符串匹配是文本处理、模式识别等领域不可或缺的技术。我们将介绍朴素的字符串匹配算法,并重点讲解KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法和Boyer-Moore算法,分析它们的匹配原理、预处理步骤以及渐进时间复杂度。 近似算法与概率算法: 对于NP-hard问题,找到最优解可能需要指数级的时间。本部分将介绍近似算法的思想,即设计能在多项式时间内给出接近最优解的算法。我们将探讨近似比的概念,并介绍一些经典近似算法的例子。同时,还将简要介绍概率算法,如Las Vegas算法和Monte Carlo算法,以及它们在解决某些问题时的优势。 数据结构与算法的综合应用: 探讨某些高级数据结构,如堆(优先队列)、平衡二叉搜索树、哈希表等,以及它们如何与算法相结合,进一步提升算法的效率。我们将分析这些数据结构在不同算法场景下的作用。 第三部分:算法分析与复杂性理论 本部分将更加侧重于算法的严谨分析和计算复杂性理论的基础。 渐进分析的进阶: 深入理解大O、大Ω、大Θ记号的含义,并学习如何进行更精细的渐进分析,包括主定理在求解递归式中的应用。 NP-Completeness: 介绍计算复杂性理论的基本概念,包括P类问题、NP类问题。我们将详细讲解NP-完全性的概念,以及NP-完全性证明的两种主要方式(规约)。通过实例,如SAT问题、旅行商问题等,让读者理解NP-完全问题的困难性。 本书特色: 理论与实践并重: 在讲解算法原理的同时,注重与实际问题的结合,通过丰富的实例和例题加深理解。 严谨的分析: 对每种算法都进行了详细的时间和空间复杂度分析,并提供了证明。 循序渐进的难度: 从基础概念入手,逐步引入高级主题,适合不同水平的读者。 激发思维: 鼓励读者独立思考,尝试设计和分析自己的算法。 通过学习本书,读者将能够系统地掌握算法设计与分析的关键技术,提升解决复杂计算问题的能力,为进一步深入学习计算机科学的其他领域打下坚实的基础。

作者简介

Robert Sedgewick于1985年开始在普林斯顿大学任教,是该校计算机系的发起人,现任该校的计算机科学William O. Baker教授。他曾任Adobe Systems公司总监,并在Xerox PARC、IDA和INRIA等公司从事研究。他是算法领域入门著作Algorithms,Fourth Edition(《算法》第4版)的作者。Sedgewick教授在斯坦福大学师从Donald E. Knuth院士,获得博士学位。

Philippe Flajolet曾任法国罗克库尔INRIA资深研究总监,创建并领导了ALGO研究组。他因在算法分析领域的开创性研究而声名鹊起,在分析组合学方面梳理并发展出了强大的新方法,解决了很多长期悬而未决的难题,并在世界各地从事算法分析的教学。Flajolet博士是法国科学院成员。

目录信息

T A B L E O F C O N T E N T S
Chapter One: Analysis of Algorithms 3
1.1 Why Analyze an Algorithm? 3
1.2 Theory of Algorithms 6
1.3 Analysis of Algorithms 13
1.4 Average-Case Analysis 16
1.5 Example: Analysis of Quicksort 18
1.6 Asymptotic Approximations 27
1.7 Distributions 30
1.8 Randomized Algorithms 33
Chapter Two: Recurrence Relations 41
2.1 Basic Properties 43
2.2 First-Order Recurrences 48
2.3 Nonlinear First-Order Recurrences 52
2.4 Higher-Order Recurrences 55
2.5 Methods for Solving Recurrences 61
2.6 Binary Divide-and-Conquer Recurrences and Binary Numbers 70
2.7 General Divide-and-Conquer Recurrences 80
Chapter Three: Generating Functions 91
3.1 Ordinary Generating Functions 92
3.2 Exponential Generating Functions 97
3.3 Generating Function Solution of Recurrences 101
3.4 Expanding Generating Functions 111
3.5 Transformations with Generating Functions 114
3.6 Functional Equations on Generating Functions 117
3.7 Solving the Quicksort Median-of-Three Recurrence with OGFs 120
3.8 Counting with Generating Functions 123
3.9 Probability Generating Functions 129
3.10 Bivariate Generating Functions 132
3.11 Special Functions 140
Chapter Four: Asymptotic Approximations 151
4.1 Notation for Asymptotic Approximations 153
4.2 Asymptotic Expansions 160
4.3 Manipulating Asymptotic Expansions 169
4.4 Asymptotic Approximations of Finite Sums 176
4.5 Euler-Maclaurin Summation 179
4.6 Bivariate Asymptotics 187
4.7 Laplace Method 203
4.8 “Normal” Examples from the Analysis of Algorithms 207
4.9 “Poisson” Examples from the Analysis of Algorithms 211
Chapter Five: Analytic Combinatorics 219
5.1 Formal Basis 220
5.2 Symbolic Method for Unlabelled Classes 221
5.3 Symbolic Method for Labelled Classes 229
5.4 Symbolic Method for Parameters 241
5.5 Generating Function Coefficient Asymptotics 247
Chapter Six: Trees 257
6.1 Binary Trees 258
6.2 Forests and Trees 261
6.3 Combinatorial Equivalences to Trees and Binary Trees 264
6.4 Properties of Trees 272
6.5 Examples of Tree Algorithms 277
6.6 Binary Search Trees 281
6.7 Average Path Length in Catalan Trees 287
6.8 Path Length in Binary Search Trees 293
6.9 Additive Parameters of Random Trees 297
6.10 Height 302
6.11 Summary of Average-Case Results on Properties of Trees 310
6.12 Lagrange Inversion 312
6.13 Rooted Unordered Trees 315
6.14 Labelled Trees 327
6.15 Other Types of Trees 331
Chapter Seven: Permutations 345
7.1 Basic Properties of Permutations 347
7.2 Algorithms on Permutations 355
7.3 Representations of Permutations 358
7.4 Enumeration Problems 366
7.5 Analyzing Properties of Permutations with CGFs 372
7.6 Inversions and Insertion Sorts 384
7.7 Left-to-Right Minima and Selection Sort 393
7.8 Cycles and In Situ Permutation 401
7.9 Extremal Parameters 406
Chapter Eight: Strings and Tries 415
8.1 String Searching 416
8.2 Combinatorial Properties of Bitstrings 420
8.3 Regular Expressions 432
8.4 Finite-State Automata and the Knuth-Morris-Pratt Algorithm 437
8.5 Context-Free Grammars 441
8.6 Tries 448
8.7 Trie Algorithms 453
8.8 Combinatorial Properties of Tries 459
8.9 Larger Alphabets 465
Chapter Nine: Words and Mappings 473
9.1 Hashing with Separate Chaining 474
9.2 The Balls-and-Urns Model and Properties of Words 476
9.3 Birthday Paradox and Coupon Collector Problem 485
9.4 Occupancy Restrictions and Extremal Parameters 495
9.5 Occupancy Distributions 501
9.6 Open Addressing Hashing 509
9.7 Mappings 519
9.8 Integer Factorization and Mappings 532
List of Theorems 543
List of Tables 545
List of Figures 547
Index 551
· · · · · · (收起)

读后感

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1977 年法国人 Philippe Flajolet 发表了一篇评估计算机展开算术表达式平均所需寄存器数量的论文 [1]。同年,普林斯顿的 Rebert Sedgewick 向 SIAM 投递了一篇讨论奇偶归并排序的文章 [2],其中给出了数据在排序过程中平均交换次数的简洁表达式。Sedgewick 通过渐进分析获得的...  

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1977 年法国人 Philippe Flajolet 发表了一篇评估计算机展开算术表达式平均所需寄存器数量的论文 [1]。同年,普林斯顿的 Rebert Sedgewick 向 SIAM 投递了一篇讨论奇偶归并排序的文章 [2],其中给出了数据在排序过程中平均交换次数的简洁表达式。Sedgewick 通过渐进分析获得的...  

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怎么没人说明一下这本书是一本偏向数学的书?我完全看不懂啊。里面跟代码完全没有任何关系,也没有算法的分析啊,只有数学公式啊。如果我早知道必然是不买的啊。 我一直以为这本书是一本如何分析算法的书,结果打开来看完全是分析算法时间复杂度的数学书。看作者是著名的写C数...

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这本书非常适合在离散数学里面当补充教材(至少当前我们学校的离散数学并不涉及这些内容), 如果说本科有"计算机科学"这个专业的话, 那么我觉得这本书里的很多内容都应该列为必修内容, 非常遗憾没有早点看到这本书.  

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1977 年法国人 Philippe Flajolet 发表了一篇评估计算机展开算术表达式平均所需寄存器数量的论文 [1]。同年,普林斯顿的 Rebert Sedgewick 向 SIAM 投递了一篇讨论奇偶归并排序的文章 [2],其中给出了数据在排序过程中平均交换次数的简洁表达式。Sedgewick 通过渐进分析获得的...  

用户评价

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作为一名经验尚浅的程序员,我常常感到自己的算法功底不足,遇到复杂问题时,往往只能硬着头皮去写,效率和质量都不能令人满意。《算法分析导论》(第2版)(英文版)这本书,我关注它已经有一段时间了。我听说这本书对初学者非常友好,它会从最基础的概念讲起,循序渐进地引导读者进入算法的世界。我最期待的是书中能够提供大量真实世界的案例分析,让我看到这些算法是如何在实际项目中发挥作用的。如果这本书能帮助我建立起一套分析和设计算法的思维模式,那将是对我职业生涯非常有益的投资。

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我最近在琢磨一件事,就是怎么才能让我的代码跑得更快,特别是处理大数据的时候,性能瓶颈总是让我头疼。然后我就盯上了《算法分析导论》(第2版)(英文版)这本书。大家都说这本书讲算法分析讲得特别透彻,而且是英文原版,感觉会更地道。我个人就是那种需要把理论和实践结合起来的人,所以特别关注书里的算法复杂度分析,以及各种经典算法的优缺点比较。我希望读完这本书,能够对“最优”这个概念有更深刻的理解,知道在什么情况下选择哪种算法才是最合适的,而不是凭感觉。书里面的习题会不会很难?这是我比较好奇的。

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天哪,我最近终于入手了《算法分析导论》(第2版)(英文版)!这本书的封面设计就挺有意思的,不是那种枯燥的技术书风格,反而有点学术研究的严谨感。我本来就对算法这个领域充满好奇,听说这本是经典中的经典,就果断下单了。拿到书的那一刻,厚实的手感和纸张的质感都让我觉得物有所值。虽然我还没来得及深入细读,但光是翻阅目录和前言,就能感受到作者在内容组织上的用心。章节的逻辑递进似乎非常清晰,从基础概念到高级算法,层层深入,感觉非常适合我这样想要系统学习算法的人。而且,英文原版嘛,总觉得能更原汁原味地感受到作者的思想,少了一些翻译可能带来的信息损耗。我特别期待里面的图示和例子,听说这本的图非常直观,能帮助理解那些抽象的概念。

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《算法分析导论》(第2版)(英文版),这名字听起来就很高大上,但实际拿到手,感觉还是挺亲切的。我之前学过一些基础的编程,对算法的重要性一直有所体会,但总觉得理解不够深入,总是在某些地方卡壳。这本书记载的知识点,据说是相当扎实,很多大牛都推荐过。我个人比较看重书籍的实用性,希望这本书不仅能让我理解理论,还能帮助我解决实际编程中的一些难题,比如如何优化代码效率,如何选择最适合特定场景的算法。翻看了几页,里面的数学推导和证明似乎不少,这对我来说是挑战,但也说明内容是严谨的。我希望通过这本书,能建立起对算法更深层次的理解,不仅仅是“会用”,而是“懂”。

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我是一个对计算机科学理论充满热情的研究生,一直希望能够打牢基础,所以《算法分析导论》(第2版)(英文版)这本书对我来说就像一座宝藏。我注意到这本书的出版年份,这代表着它已经经过时间的考验,内容一定是经过精心打磨的。我对书中涉及的渐进分析、递归方程求解、图算法等内容非常感兴趣。我期待这本书能够提供严谨的数学证明和清晰的解释,帮助我理解算法效率背后的根本原因。另外,我非常看重学习资源的多样性,如果书中有配套的在线资源或者代码示例,那将是锦上添花。

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