Handbook of Approximation Algorithms And Metaheuristics

Handbook of Approximation Algorithms And Metaheuristics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:CRC Pr I Llc
作者:Gonzalez, Teofilo F. (EDT)
出品人:
页数:1216
译者:
出版时间:
价格:1221.00元
装帧:HRD
isbn号码:9781584885504
丛书系列:
图书标签:
  • Approximation
  • 近似算法
  • 计算
  • 优化
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具体描述

《算法设计与分析:策略与应用》 本书深入探讨了算法设计与分析的核心领域,为读者构建了一个坚实的理论基础,并辅以大量实际应用案例。我们不仅着眼于经典算法的构造与优化,更着重于揭示不同算法策略的内在联系与适用场景。 核心内容概述: 算法基础与复杂度分析: 本章首先回顾了计算模型、数据结构以及算法分析的基本概念,包括时间复杂度和空间复杂度的计算方法,如大O、大Ω、大Θ符号的精确运用。我们将深入剖析递归算法的分析技术,如主定理(Master Theorem)和替代法,为后续复杂算法的学习奠定基础。此外,还会讨论摊还分析(Amortized Analysis)在分析动态数据结构(如伸展树、斐波那契堆)时的强大作用。 贪心算法(Greedy Algorithms): 贪心策略因其直观性和效率而备受青睐。本章将详细介绍贪心算法的设计思想,并通过一系列经典问题来阐释其应用,例如霍夫曼编码(Huffman Coding)用于最优前缀编码,活动选择问题(Activity Selection Problem)用于最大化不重叠活动数量,以及最小生成树(Minimum Spanning Tree)问题(如Kruskal算法和Prim算法)。我们将探讨如何证明贪心策略的正确性,以及何时贪心算法并非最优解。 分治算法(Divide and Conquer Algorithms): 分治策略是解决许多复杂问题的有效手段。本章将深入讲解分治算法的基本框架:分解(Divide)、解决(Conquer)和合并(Combine)。我们将分析快速排序(Quicksort)和归并排序(Mergesort)等排序算法,比较它们的性能优势与劣势。此外,还将介绍计算几何学中的经典分治算法,如最近点对问题(Closest Pair of Points)和凸包问题(Convex Hull Problem),以及在矩阵乘法(如Strassen算法)和查找算法(如二分查找)中的应用。 动态规划(Dynamic Programming): 动态规划以其解决具有重叠子问题和最优子结构问题的能力而著称。本章将系统地介绍动态规划的设计方法,包括识别重叠子问题、定义状态转移方程以及构建最优解。我们将通过背包问题(Knapsack Problem)、最长公共子序列(Longest Common Subsequence)、矩阵链乘法(Matrix Chain Multiplication)以及图论中的最短路径问题(如Bellman-Ford算法)等经典案例,展示动态规划的强大威力。 图算法(Graph Algorithms): 图论是计算机科学中不可或缺的一部分。本章将涵盖一系列重要的图算法。我们将详细讲解图的表示方法(邻接矩阵和邻接表),以及图的遍历算法,如广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)。在最短路径方面,我们将深入研究Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法,并分析单源最短路径和所有顶点对最短路径问题。此外,还会讨论最大流与最小割(Maximum Flow and Minimum Cut)问题,以及相关算法(如Ford-Fulkerson方法)。 搜索与回溯(Search and Backtracking): 搜索是解决许多组合优化和决策问题的基础。本章将介绍深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)在解决问题中的应用,并进一步探讨回溯法(Backtracking)的设计思想。我们将通过八皇后问题(N-Queens Problem)、数独求解(Sudoku Solver)等经典回溯问题,展示如何通过剪枝(Pruning)和约束满足(Constraint Satisfaction)来提高搜索效率。 随机化算法(Randomized Algorithms): 随机化算法利用随机性来设计高效的算法,尤其是在处理难以解析或不存在确定性多项式时间解的问题时。本章将介绍随机化算法的基本原理,如蒙特卡洛算法(Monte Carlo Algorithms)和拉斯维加斯算法(Las Vegas Algorithms)。我们将通过随机化快速排序、Miller-Rabin素性测试以及最大割问题(Max-Cut Problem)的近似算法等例子,来展示随机化在算法设计中的作用。 摊还分析与数据结构(Amortized Analysis and Data Structures): 某些数据结构的操作平均成本非常低,尽管单次操作可能成本较高。本章将深入探讨摊还分析的技术,包括聚合分析、会计法和势能法,并将其应用于分析动态数组、二叉堆、二项堆、斐波那契堆以及伸展树(Splay Trees)等数据结构。理解摊还分析对于设计高效的动态数据结构至关重要。 NP-完备性理论与近似算法(NP-Completeness Theory and Approximation Algorithms): 本章将介绍计算复杂性理论中的NP类问题,包括P类、NP类、NP-hard和NP-complete的概念。我们将探讨如何证明一个问题是NP-complete的,并通过归约(Reduction)的方法展示NP-complete问题之间的联系。在此基础上,我们将介绍近似算法(Approximation Algorithms)的设计思想,对于NP-hard问题,我们寻求在多项式时间内找到一个接近最优解的解,并分析其近似比(Approximation Ratio)。 本书旨在为计算机科学专业的学生、研究人员以及任何对算法设计与分析感兴趣的专业人士提供一本全面而深入的参考书。通过理论讲解与实践案例相结合的方式,读者将能够掌握各种算法策略的精髓,并将其灵活应用于解决实际问题。

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作为一名对计算机科学理论充满好奇的学生,我一直对算法的极限和可能性感到着迷。NP-hard 问题所带来的计算复杂性挑战,以及我们如何在这种限制下仍然能够找到有用的解决方案,是我一直想要深入探索的领域。这本书《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》的出现,正是我寻找的宝藏。我期待书中能够详细解释近似算法的设计原则,比如如何利用特定的结构性性质来构造多项式时间近似方案(PTAS),以及如何通过调整参数来进一步提高近似比。我尤其想了解那些用于解决 NP-hard 问题的特定近似算法,例如在图着色、最大割、集合覆盖等经典问题中的应用。同时,元启发式算法,如模拟退火、遗传算法、禁忌搜索、粒子群优化等,它们并非总是能提供严格的性能保证,但却能在实践中表现出惊人的搜索能力。我希望书中能够深入剖析这些算法的内在机制,包括它们如何避免局部最优解,如何平衡探索和利用,以及如何进行参数调优。我非常想看到书中是否会包含一些对这些元启发式算法的理论分析,即使是启发式的分析,也能帮助我更好地理解它们的行为。我期待这本书能够让我对算法的艺术和科学有一个更深刻的认识,并为我未来在算法研究方向的探索打下坚实的基础。

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在我的研究领域,我们经常需要解决一些具有高度复杂性的组合优化问题,这些问题通常属于 NP-hard 的范畴,精确求解的计算复杂度往往是指数级的,这使得我们不得不在实践中寻求“足够好”的解决方案。这本书《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》的标题正是我目前所急需的知识来源。我非常期待书中能够详细阐述近似算法的设计范式,比如如何利用贪婪策略、线性规划松弛、分解技术等方法来构建具有可证明近似比的算法。我希望能够深入理解这些算法的理论基础,包括各种边界条件和证明方法。此外,元启发式算法,如遗传算法、模拟退火、蚁群优化、粒子群优化等,它们在处理大规模、多模态、非凸的优化问题时表现出了非凡的鲁棒性和搜索能力。我非常渴望了解这些算法的最新发展,包括它们在参数设置、种群管理、搜索策略等方面的各种改进和变种。我希望书中能够提供丰富的案例研究,展示这些算法如何被应用于实际的科学研究问题,例如在生物信息学、计算化学、材料科学等领域,并且能够对不同算法的优劣势进行比较和分析。我期待这本书能够为我提供一套系统而深入的理论知识和实践指导,帮助我更有效地解决科研中遇到的优化难题。

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作为一名对算法研究充满热情的学生,我对那些能够“解决” NP-hard 问题的策略非常着迷。虽然精确解可能遥不可及,但近似算法和元启发式算法提供了一条通往实用解决方案的道路。《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》这本书的标题,正是指向了我所追求的知识核心。我期待书中能够系统地介绍近似算法的设计范式,包括如何利用局部搜索、随机化、贪心策略以及理论上的技术,如线性规划松弛和实例技巧,来构建具有可证明近似比的算法。我希望能够深入理解这些算法的理论证明,以及它们在图论、组合优化等经典 NP-hard 问题中的具体应用。同时,我对于元启发式算法,如遗传算法、模拟退火、蚁群优化、粒子群优化等,也抱有极大的学习热情。我非常想了解这些算法的内在工作机制,如何有效地探索搜索空间,以及如何通过参数调整和策略组合来优化搜索过程。我期待书中能够提供丰富的案例分析,展示这些算法如何被成功应用于各种实际问题,例如在工程设计、运筹学、生物信息学等领域,并能从中汲取宝贵的实践经验。

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我对算法的优雅和效率有着近乎痴迷的追求,尤其是在面对那些计算复杂度爆炸的 NP-hard 问题时。如何设计出既能在合理时间内找到一个“足够好”的解,又能对其解的质量进行一定程度的保证,是我一直在思考的问题。《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》这本书,听起来就像是为我量身定做的。我非常期待书中能够深入浅出地讲解各种近似算法的设计思路,例如如何利用问题的结构特性来设计高效的贪心算法、如何通过随机化技术来获得概率性的近似解,以及更高级的技术如线性规划松弛和参数化算法。我希望能够通过书中详实的数学推导,理解这些算法的性能界限和理论基础。此外,元启发式算法,如遗传算法、模拟退火、蚁群优化、粒子群优化等,它们以其在复杂和大规模问题上的强大适用性而闻名。我非常想了解这些算法的设计原理,例如它们如何模拟自然界的进化或群体行为,如何平衡探索与利用,以及如何通过巧妙的参数设置和改进来提升搜索效率。我期待书中能够提供大量的实证研究和案例分析,展示这些算法在实际工业界和学术研究中的成功应用,从而帮助我掌握将这些理论知识转化为实际解决问题的能力。

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这本书的名字听起来就带着一种深沉的学术气息,预示着它将引领我进入一个充满挑战却又极富魅力的领域。我是一名刚刚接触算法设计和优化的研究生,对于如何在 NP-hard 问题中寻求近似解,以及如何利用元启发式算法来应对复杂决策问题,我充满了渴望和困惑。当我第一眼看到《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》时,我仿佛看到了通往答案的明灯。我期待这本书能够像一位经验丰富的导师,循序渐进地为我解析这些算法背后的思想、数学原理以及它们在实际应用中的威力。特别是那些被誉为“经典”的近似算法,例如 PTAS、FPTAS,它们是如何在保证一定近似比的前提下,将计算复杂度控制在一个可接受的范围内的?书中是否会深入探讨这些技术背后的严谨证明,以及它们的局限性?同时,元启发式算法,如遗传算法、模拟退火、蚁群优化等,它们是如何巧妙地模仿自然界的进化和群体行为来搜索最优解的?我非常好奇这些算法的参数调整策略,以及如何根据不同的问题特性来选择和设计合适的元启发式方法。我希望这本书不仅能提供理论知识,还能通过大量的案例分析,让我看到这些算法在物流配送、生产调度、网络优化等实际问题中的具体应用,理解它们是如何为现实世界带来效率提升和成本节约的。总而言之,我对这本书的期待是,它能够成为我在这条学术道路上的坚实基石,为我打下扎实的理论基础,并激发我对算法研究的浓厚兴趣。

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在我的学术生涯中,我一直被那些“看似不可能”的问题所吸引,特别是那些在计算上极其困难的优化问题。如何在有限的计算资源下,找到一个能够接受的、高质量的解决方案,是我在算法研究中不断追求的目标。《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》这本书的出现,无疑为我打开了一扇新的大门。我非常期待书中能够详细介绍各种近似算法的设计思想和技术,例如如何通过构造多项式时间近似方案(PTAS)来解决某些 NP-hard 问题,以及如何分析这些算法的近似比和运行时间。我希望能够深入理解这些算法的理论基础,以及它们在不同问题上的具体应用。另一方面,元启发式算法,如遗传算法、模拟退火、蚁群优化、粒子群优化等,它们在应对那些传统算法难以解决的复杂、大规模、多模态优化问题时展现出了非凡的效能。我非常想了解这些算法的最新发展,包括如何有效地选择和调整它们的参数,以及如何通过组合不同的元启发式算法来获得更优的搜索结果。我期待书中能够提供大量的案例研究,展示这些算法在实际应用中的强大威力,例如在物流优化、生产调度、金融建模等领域,并能从中学习到解决问题的通用方法论。

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我对计算复杂性理论和算法分析一直抱有浓厚的兴趣,尤其是如何在我们熟悉的计算模型下,为那些本质上难以精确求解的问题找到高效的“替代方案”。《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》这本书的标题精准地概括了我想要探索的方向。我期待书中能够深入探讨近似算法的设计哲学,例如如何利用问题的结构特征来设计具有可证明近似比的算法,并希望能够理解这些证明背后的数学原理。我非常想了解诸如线性规划松弛、随机化技术、实例技巧等在近似算法设计中的应用,以及它们如何被用于解决图论、组合优化等领域的经典 NP-hard 问题。与此同时,元启发式算法,如模拟退火、遗传算法、禁忌搜索、粒子群优化等,因其强大的搜索能力而在实际应用中备受青睐,尽管它们的理论分析往往更具挑战性。我非常希望书中能够提供对这些算法的深入剖析,包括它们在搜索空间中的行为模式、参数调整策略以及如何避免陷入局部最优解。我期待书中能够包含一些关于元启发式算法的最新研究进展,以及它们在解决复杂现实问题时的成功案例。总而言之,我期望这本书能够为我提供一个全面而深刻的视角,理解并掌握近似算法和元启发式算法的理论精髓和实践技巧。

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我对人工智能和机器学习领域的兴趣由来已久,而优化算法是支撑这些领域发展的关键技术之一。在构建复杂的模型、训练深度神经网络、进行特征选择以及解决各种组合优化问题时,我们都离不开高效的优化方法。这本书《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》的名字就暗示了它将为我提供解决这些问题的强大工具。我非常期待书中能够系统地介绍近似算法,例如那些能够提供多项式时间近似比(PTAS, FPTAS)的算法,以及它们在图论、组合优化等经典问题中的应用。我希望能够深入理解这些算法的证明技巧,以及如何分析它们的近似性能。同时,元启发式算法,如遗传算法、粒子群优化、蚁群算法等,它们在处理那些传统优化方法难以应对的大规模、高维度、非凸优化问题时展现出了巨大的潜力。我非常想了解这些算法的理论基础,例如它们是如何模拟自然现象来搜索解空间的,以及如何设计有效的适应度函数和搜索策略。我希望书中能够提供丰富的案例研究,展示这些算法如何在机器学习的实际应用中发挥作用,例如在超参数优化、模型压缩、神经网络结构搜索等方面。总而言之,我期待这本书能够为我提供一套完整的理论框架和实践指导,帮助我成为一个更优秀的算法工程师和人工智能研究者。

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作为一名资深的软件工程师,我一直在寻找能够提升我解决复杂优化问题的能力的方法。在工作中,我们经常会遇到诸如旅行商问题、背包问题、调度问题等 NP-hard 难题,这些问题往往需要我们找到一个既快速又足够好的解决方案,而不是追求绝对的精确最优解。这本书的标题《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》立即吸引了我,因为它直接触及了我工作中经常面临的核心挑战。我非常期待书中能详细介绍各种近似算法的设计思想,例如贪心策略、局部搜索、随机化技术等等,以及它们如何通过构建一个“接近最优”的解来换取可接受的计算时间。我尤其感兴趣的是,书中是否会深入探讨不同近似算法的性能界限,以及如何根据问题的规模和性质来选择最适合的算法。另一方面,元启发式算法,如模拟退火、遗传算法、粒子群优化等,它们以其强大的鲁棒性和普适性而闻名,我非常想了解这些算法在不同问题背景下的变种和改进,以及如何通过合理的参数设置和组合策略来获得更好的搜索效果。我希望书中能提供丰富的实例,展示这些算法如何在实际工程项目中得到应用,并分析其在效率、资源消耗和解决方案质量方面的权衡。我期待这本书能够为我提供一套实用的工具箱,让我能够更自信、更有效地应对工程实践中的各种复杂优化挑战。

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作为一名数据科学家,我经常需要处理具有挑战性的优化问题,例如在机器学习模型的训练、特征选择、超参数优化以及数据聚类等方面。当面临 NP-hard 问题时,精确求解往往是不可行的,此时近似算法和元启发式算法就显得尤为重要。《Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics》这本书的出现,正是我寻找的那本权威参考书。我期待书中能够详细介绍各种经典的近似算法,比如如何通过贪婪方法、局部搜索、随机化技术等来构造多项式时间的近似解,并且能够理解这些算法的理论分析和性能界限。特别是对于那些能够提供渐进最优解(APX)或多项式时间近似方案(PTAS)的算法,我希望书中能有深入的讲解。同时,我也对元启发式算法充满了兴趣,比如遗传算法、模拟退火、蚁群优化、粒子群优化等。我希望书中能详细阐述这些算法的设计理念、实现细节以及在不同问题上的应用策略。我非常希望书中能够包含大量的实际案例,展示这些算法如何应用于数据科学领域的具体问题,例如在推荐系统、自然语言处理、计算机视觉等方向,并提供如何评估和选择合适算法的指导。我期待这本书能够成为我解决实际数据科学问题的强大工具,并进一步提升我的算法设计和问题解决能力。

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