计数几何演算法

计数几何演算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:赫尔曼·舒伯特著
出品人:
页数:348
译者:李培廉
出版时间:2018-9-12
价格:CNY 149.00
装帧:平装
isbn号码:9787030582515
丛书系列:数学名著译丛
图书标签:
  • algebra
  • 计算几何
  • 算法
  • 几何
  • 计数
  • 离散几何
  • 组合几何
  • 计算几何学
  • 算法设计
  • 数据结构
  • 数学
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具体描述

本书第一章为条件的符号记法,一个条件是给定代数簇中子簇的某种等价类,引进了条件的乘法和加法运算,这是Schubert的独创。第二章为关联公式,由直线和其上的一点、平面和其上的一点或一直线组成的几何形体称为关联体,本章给出了关联体上各种条件之间关系的公式及其应用。第三章为叠合公式,用现代术语来说,叠合公式就是把乘积空间沿对角线爆炸所得的例外除子类用其他条件来表达,本章的公式包括点对、直线对和一些其他的叠合公式。第四章为通过退化形体进行计数,对圆锥曲线、带尖点的三次平面曲线、带二重点的三次平面曲线、三次空间曲线、二次曲面等通过退化的办法来计数,这是19世纪计数几何**特色的方法,其内容十分丰富,结果极其深刻。第五章为多重叠合,把一对元素的叠合推广到多个元素的叠合。第六章为特征理论,给出了某些代数簇中条件的生成元及全部关系。

图书简介:离散结构与图论基础:现代算法设计的新视角 作者: [此处可留空或填写一个虚构的、符合主题的作者名] 出版社: [此处可留空或填写一个虚构的、学术性的出版社名] --- 核心主题与内容概述 本书《离散结构与图论基础:现代算法设计的新视角》旨在为读者提供一个深入、严谨且具有前瞻性的离散数学、组合结构和图论的综合性教程。它超越了传统教材中对基本概念的简单罗列,而是将这些基础工具置于现代计算科学的核心地位,重点阐述如何利用这些结构进行高效的算法设计、分析与优化。 全书结构清晰,由浅入深,分为四大核心模块,旨在构建一个从抽象结构到实际应用的完整知识体系。 第一部分:离散数学基石与逻辑重构(约 300 字) 本部分首先为后续的复杂主题奠定坚实的逻辑与集合论基础。我们细致探讨了命题逻辑、一阶逻辑的形式化推理系统,并着重分析了其在程序正确性验证和形式化方法中的实际应用。集合论部分不再局限于罗素悖论的介绍,而是深入到构造性集合论的边缘概念,为理解可计算性和模型论打下基础。 重点内容包括: 1. 关系与函数的高级处理: 重点讨论偏序集、格理论(Lattice Theory)及其在依赖性分析中的应用。 2. 数论基础的算法视角: 详述模运算的性质、扩展欧几里得算法、中国剩余定理在现代密码学(如 RSA 算法的底层原理)中的角色,而非仅仅作为数学练习。 3. 生成函数与组合分析: 引入指数型生成函数和普通生成函数,重点演示如何利用它们求解复杂的递推关系和计数问题,并关联到动态规划的状态转移分析。 第二部分:组合结构与计数原理的精细剖析(约 450 字) 本部分是本书的理论核心之一,专注于精确的计数方法与结构构建。我们摒弃了死记硬背公式的做法,转而从概率论和对称性原理的角度来推导关键的计数定理。 排列组合的深度探索: 详细阐述了容斥原理(Inclusion-Exclusion Principle)的迭代应用,并将其提升到代数结构的高度。特别引入了“双射证明法”的系统性训练,教会读者如何通过构造一一对应关系来解决看似复杂的计数难题。 图的组合性质与嵌入: 图论的引入并非从简单的定义开始,而是直接从“连接性”这一核心概念出发。 1. 平面图理论(Planar Graph Theory): 深入分析欧拉公式的推广形式、库拉托夫斯基定理(Kuratowski’s Theorem)及其在电路布局与 VLSI 设计中的约束意义。我们详细探讨了图的嵌入(Embedding)问题,包括三角剖分(Triangulation)和共边图(Dual Graphs)的构造。 2. 匹配与覆盖: 系统阐述二分图匹配(Hall's Marriage Theorem)和一般图的完美匹配(Tutte’s Theorem)的算法实现和复杂性分析。重点讨论了如何将网络流理论(如 Ford-Fulkerson 算法)应用于求解最大基匹配问题,并分析其在资源分配中的应用。 3. 着色理论: 从图的色数(Chromatic Number)出发,探讨四色定理的历史背景和证明思路的结构性,并深入分析图着色问题(NP-完全性)在调度和寄存器分配中的实际挑战。 第三部分:图论的动态与流模型(约 400 字) 本部分将静态的图结构转化为动态的、可流动的系统模型,是算法设计至关重要的桥梁。 最短路径与网络流: 1. 经典最短路径算法的比较与优化: 详细对比 Dijkstra、Bellman-Ford 及 Floyd-Warshall 算法的适用场景、时间复杂度及其对负权边和负权环的处理机制。我们着重分析了 A 算法中启发式函数的构造与评估。 2. 最大流与最小割: 以 Max-Flow Min-Cut 定理为中心,系统讲解 Edmonds-Karp、Dinic 算法的实现细节与性能优化。更重要的是,本书引入了“流的分解定理”,展示如何将复杂的流量分解为多个独立路径的叠加,这对于通信网络设计至关重要。 3. 最小费用最大流(MCMF): 探讨如何结合势能(Potentials)和最短路径算法来高效求解涉及成本约束的网络优化问题,并将其应用于供应链管理中的路径选择。 连通性与可靠性: 讨论图的割(Cut)的概念,包括边连通度和点连通度,以及 Menger 定理在网络冗余设计中的实际意义。 第四部分:高级结构与算法范式关联(约 350 字) 本部分将离散结构与更高级的算法范式和数据结构进行融合,展示其在现代计算中的前沿应用。 树结构的高效化: 不止于 AVL 树或红黑树的简单介绍,本书聚焦于动态维护的挑战。深入讲解 B 树族(B-trees, B+-trees)在外部存储和数据库索引中的核心优势,以及 Splay Trees 在摊还分析(Amortized Analysis)中的优雅应用。 生成树与优化: 详细分析 Kruskal 和 Prim 算法在构建最小生成树(MST)时的内在差异与并行化潜力。此外,我们引入了矩阵树定理,展示如何通过矩阵的行列式计算来推导图的生成树数量,这是理解图的代数特性的重要一步。 扩展应用与现代关联: 1. 几何图论的初探: 简要介绍德劳内三角剖分(Delaunay Triangulation)和最近邻搜索(Nearest Neighbor Search)的基本概念,这些是计算几何和数据挖掘的基石。 2. 算法复杂度与不可解性: 将 P, NP, NP-Complete 的概念植入到图论的具体问题(如 Hamiltonian Cycle, Clique Problem)中进行阐释,使读者深刻理解计算的界限。 --- 本书特色 本书的撰写风格严谨而不失启发性,强调结构与功能之间的内在联系。它不仅仅是一本工具书,更是一部培养读者结构化思维和形式化建模能力的教材。书中所有算法均辅以清晰的伪代码和运行时间分析,力求将抽象的数学理论转化为可工程实现的优化方案。适合具有一定微积分和线性代数基础的计算机科学、数据科学、运筹学及工程学专业的本科高年级学生和研究生使用。

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读后感

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用户评价

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坦白说,当我第一次拿到《计数几何演算法》这本书时,我并没有抱有多大的期待。我以为它会是一本枯燥的、充满数学公式的理论著作。然而,翻开第一页,我就被它所吸引了。作者的写作风格非常流畅,而且充满了一种对几何学本质的洞察力。他没有上来就抛出艰深的数学概念,而是从一些非常基础的几何问题出发,比如如何计算直线上的点数,如何区分同一条直线上的不同线段。这些看似简单的问题,却为后续更复杂的算法打下了坚实的基础。书中对于“计数”的理解,也远不止于简单的数量统计,它更多的是一种对事物结构和属性的量化描述。比如,在讲解凸包算法时,作者并没有直接给出算法的伪代码,而是先从“哪些点是凸包上的点”这一直观的问题入手,然后逐步引导读者思考如何通过一系列“计数”和“判断”来筛选出这些点。这种循序渐进的教学方式,让我感觉自己不仅仅是在学习算法,更像是在参与一个智力探险的过程。我尤其喜欢书中对于“度量”的探讨,如何用数值来精确地描述几何对象的大小、形状和位置关系,这为我理解许多计算机图形学和三维建模的原理提供了重要的启示。

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这本书简直是打开了我对几何学理解的新维度!在此之前,我总觉得几何学就是那些抽象的公式和复杂的定理,像是冰冷无情的大师,高高在上,令人望而生畏。但《计数几何演算法》却像一位热情洋溢的导游,带着我穿越迷宫般的几何世界,用一种我从未想过的方式,让我感受到了几何的生命力与实用性。它没有直接灌输那些枯燥的概念,而是通过一系列精心设计的“演算法”——我更愿意称之为“智慧的工具”——让我亲手去构建、去计算、去发现。从最基本的点、线、面的计数,到复杂的图形切割与组合,每一步都充满了挑战,但也带来了巨大的成就感。我记得我花了整整一个下午,试图理解并实现一个关于多边形顶点计数的演算法。一开始,我看着那些代码般的描述,脑袋里一片混沌,感觉自己像个迷失在宇宙中的探险家。但随着我耐心地一步步跟着书中的引导,尝试着将理论转化为实际操作,突然间,一个清晰的逻辑链条在我脑海中形成了。那些原本毫无关联的数字和符号,瞬间活了起来,它们不再是静止的符号,而是遵循着某种内在规律跳跃的精灵。当最终我成功运行了那个演算法,屏幕上准确地输出了我想要的结果时,那种激动和喜悦,简直无法用语言形容。它让我明白,几何学并不仅仅是存在于课本中的理论,它更是隐藏在万事万物背后,驱动着我们世界运转的强大力量。这本书让我重新认识了“计数”的意义,它不再是简单的加减乘除,而是对事物结构和规律的深刻洞察。

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《计数几何演算法》这本书,绝对是我近年来阅读过的最令人印象深刻的专业书籍之一。它以一种非常独特且富有启发性的方式,将“计数”这一看似基础的概念,与“几何”的深度融合,并在此基础上构建了一系列强大的算法。我之前接触过一些关于计算几何的书籍,但很多都侧重于理论证明,或者算法实现过于专业化,不易于初学者理解。而这本书,则巧妙地平衡了理论深度和实践可操作性。它不仅仅讲解了如何进行各种几何元素的计数,更重要的是,它展示了如何利用这些计数结果来解决更复杂的问题。例如,在描述多边形内点计数时,书中不仅仅给出了暴力枚举的方法,还介绍了利用扫描线算法等更高效的策略,并详细阐述了这些算法的原理和适用场景。更让我惊喜的是,书中还引入了一些在计算机图形学、计算机视觉等领域非常实用的算法,比如关于多边形裁剪、碰撞检测等,这些算法都离不开对几何形状和它们之间关系的精确计算和计数。我特别喜欢书中关于“格点计数”的部分,它将离散的数学概念与连续的几何形状相结合,让我看到了数学的优雅与力量。通过这本书,我不仅巩固了自己在几何学上的知识,更重要的是,我学会了如何将抽象的数学模型转化为具体的计算步骤,并最终应用于实际问题的解决。

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我一直对如何用算法来描述和操作几何对象充满好奇,而《计数几何演算法》这本书,无疑是满足了我这份好奇心的最佳读物。它不仅仅是一本关于算法的书,更是一本关于“几何的思维方式”的书。作者巧妙地将“计数”这一核心思想贯穿于整个几何算法的设计和分析中。我印象深刻的是关于“平面分割”的章节,作者用非常形象的比喻,将一个复杂的平面分割问题,拆解成一系列关于线段交点和区域计数的子问题。他详细地阐述了如何通过扫描线技术,一步步地在平面上“绘制”出所有的分割线,并准确地计算出每个区域内包含的元素数量。这种从具体问题到抽象算法,再到具体实现的完整过程,让我受益匪浅。这本书让我明白,几何算法的精髓在于对空间关系的准确理解和量化。它不仅仅是关于数学公式的堆砌,更是关于如何运用逻辑和计算来解决实际问题。我特别喜欢书中对于“相交检测”算法的讲解,它涉及到如何判断两个几何对象是否发生重叠,这在游戏开发、碰撞检测等领域都至关重要。作者通过一系列巧妙的几何判断和计数,将这个问题变得简单而高效。

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我一直对计算几何领域抱有浓厚的兴趣,但市面上很多相关书籍要么过于理论化,要么算法讲解晦涩难懂,常常让我望而却步。直到我翻开《计数几何演算法》,才真正感受到了一位经验丰富的实践者是如何将复杂概念变得如此平易近人的。这本书最大的亮点在于它并非仅仅罗列定理和公式,而是将算法的构建过程,甚至算法背后的思维逻辑,都进行了深入浅出的剖析。作者并没有回避算法的复杂性,相反,他巧妙地将一些核心的算法,如凸包生成、点定位、相交检测等,拆解成一系列易于理解的步骤,并用清晰的伪代码或图示进行说明。我印象最深刻的是关于“点定位”算法的讲解。它涉及了大量的几何关系和逻辑判断,在我看来是相当困难的,但书中通过一个生动的场景——在地图上快速找到某个目标地点——将抽象的算法变得具体起来。作者一步步引导我思考如何构建一个能够高效检索的索引结构,如何通过不断缩小搜索范围来快速定位目标。在这个过程中,我不仅学会了如何实现点定位算法,更重要的是,我学会了如何进行算法的优化和权衡,理解了不同算法在时间和空间复杂度上的差异。这种“授人以渔”的教学方式,让我受益匪浅。这本书让我明白,学习计算几何不仅仅是掌握几个算法,更重要的是培养一种解决问题的思维方式,一种将现实世界的问题抽象化,并用计算的方法去解决的能力。

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我一直对计算机图形学和三维建模领域有着浓厚的兴趣,而《计数几何演算法》这本书,为我提供了一个非常坚实的基础。它不仅仅讲解了各种几何算法,更重要的是,它通过“计数”这一核心理念,串联起了整个几何世界的运作方式。作者的讲解清晰而有条理,他并没有回避算法的复杂性,而是将其分解为一系列易于理解的步骤。我尤其喜欢书中关于“凸包”的讲解。作者并没有直接给出Graham扫描法或Jarvis步进法的伪代码,而是先从直观地理解“哪些点构成了凸包”这一问题入手,然后逐步引导我思考如何通过比较点的角度或者斜率来筛选出凸包上的顶点。这个过程让我深刻地理解了算法设计的逻辑和思考过程。更重要的是,书中还涉及了许多与实际应用紧密相关的算法,比如“直线与多边形的相交检测”、“多边形的裁剪”等。这些算法都离不开对几何形状之间关系的精确计算和“计数”。通过这本书,我不仅掌握了大量的几何算法,更重要的是,我学会了如何将这些算法应用于实际问题的解决,比如在游戏开发中实现碰撞检测,或者在CAD软件中进行模型操作。

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如果说我之前的几何知识是零散的碎片,那么《计数几何演算法》这本书就像是一根强大的磁铁,将这些碎片巧妙地吸附在一起,形成了一幅清晰而完整的几何图景。作者以一种令人惊叹的洞察力,将“计数”这一看似简单的数学概念,升华为了理解和操作几何对象的强大工具。我尤其被书中关于“顶点计数”和“边计数”的章节所吸引。作者并没有简单地教我如何去数数,而是引导我思考,如何通过巧妙的算法,在不直接遍历所有元素的情况下,就能准确地得到所需的信息。例如,在处理复杂的非凸多边形时,如何有效地计数其顶点,避免重复计算或者遗漏,这本身就是一个充满挑战的问题。书中提出的基于扫描线的算法,以及如何通过状态机的思想来管理不同区域的几何信息,让我对算法的设计有了全新的认识。我曾尝试使用书中的算法来解决我个人项目中的一个难题,那就是在大量点集中,快速计算出有多少个点落在一个特定的圆形区域内。通过学习书中的点定位和区域计数算法,我不仅解决了这个难题,更重要的是,我学会了如何将抽象的几何概念转化为可执行的代码,并对其效率进行评估和优化。

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我一直对计算几何领域充满了好奇,但市面上许多相关的书籍要么过于理论化,要么算法讲解晦涩难懂,常常让我难以深入。直到我发现了《计数几何演算法》这本书,我才真正感受到了“柳暗花明又一村”的惊喜。这本书最大的特点在于,它将“计数”这一核心思想,巧妙地融入到了各种几何算法的设计和分析之中。作者的讲解方式非常接地气,他并没有上来就抛出艰深的数学概念,而是从一些非常直观的几何问题出发,比如如何精确地计算一个多边形的顶点数量,如何判断一个点是否在多边形的内部,这些看似基础的问题,却为理解更复杂的算法打下了坚实的基础。我尤其喜欢书中关于“点定位”算法的讲解,作者用一个生动的场景——在数字地图上快速查找某个特定地点——来阐述算法的原理,并详细解释了如何通过不断缩小搜索范围来高效地定位目标。这种将抽象算法与现实场景相结合的教学方式,让我对算法的理解更加深刻。通过这本书,我不仅仅是学习了算法本身,更重要的是,我学会了如何去“思考”几何问题,如何用“计数”的思维去解决它们,从而极大地提升了我解决实际问题的能力。

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《计数几何演算法》这本书,让我对“计算”的理解上升到了一个新的高度。在此之前,我总觉得计算就是简单的数值运算,但这本书让我看到了计算在几何领域所能发挥出的巨大能量。它将“计数”这一最基本的数学操作,与“几何”的复杂性巧妙地结合起来,创造出了一系列强大的算法。作者的写作风格非常注重启发性,他并没有直接给出答案,而是通过引导性的问题和详细的步骤,让我自己去探索算法的奥秘。我印象深刻的是书中关于“多边形面积计算”的章节,它不仅仅介绍了基本的行列式公式,更重要的是,它阐述了如何通过对多边形边界的“计数”和“累加”来求解其面积。作者还引入了“格林公式”的思想,虽然书中并没有直接提及公式本身,但通过对积分路径上“计数”的巧妙运用,让我理解了其背后的数学原理。这种“知其然,更知其所以然”的教学方式,让我不仅学会了如何实现这些算法,更重要的是,我理解了它们是如何工作的,以及为什么它们能够工作。这本书让我对“算法”有了更深的敬畏,它不仅仅是代码的集合,更是智慧的结晶。

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《计数几何演算法》这本书,彻底颠覆了我对传统几何学习的认知。在此之前,我总觉得几何学是一门纯粹的理论学科,与实际应用相去甚远。但这本书,通过将“计数”这一看似简单的数学操作,与“几何”的复杂世界深度融合,让我看到了几何学的无限可能。作者的写作风格非常独特,他并没有直接灌输抽象的概念,而是从最基础的几何元素——点、线、面——出发,通过“计数”的方式,逐步引导读者构建起一系列强大的算法。我印象最深刻的是关于“线段相交”的章节。作者并没有简单地给出求交点的公式,而是通过对两条线段端点相对位置的“计数”和“判断”,巧妙地判断出它们是否相交。这种“化繁为简”的思考方式,让我看到了算法的魅力。更重要的是,书中还穿插了许多在计算机图形学、计算机视觉等领域至关重要的算法,比如“点在多边形内判断”、“多边形面积计算”等。这些算法都离不开对几何形状的精确“计数”和“分析”。通过这本书,我不仅巩固了我在几何学上的知识,更重要的是,我学会了如何将抽象的数学理论转化为具体的计算工具,并应用于解决实际问题。

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