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出版者:

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出品人:

页数:257

译者:

出版时间:2010-6

价格:28.00元

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isbn号码:9787113110253

丛书系列:

图书标签:

• 数据结构
• 算法
• 计算机科学
• 编程
• 数据存储
• 数据组织
• 基础
• 教材
• 学习
• 考研

图书简介：《算法的艺术与实践》 探索计算思维的基石与未来 一、 为什么要阅读《算法的艺术与实践》？ 在当今这个信息爆炸、计算无处不在的时代，算法已不再是计算机科学领域专属的理论概念，它渗透到我们生活的方方面面——从搜索引擎的精确排序，到社交网络的个性化推荐，再到金融市场的快速交易，乃至自动驾驶汽车的安全决策。然而，许多人对算法的理解仅停留在“程序代码”的层面，而忽略了其背后的深刻逻辑、设计哲学以及对效率的极致追求。 《算法的艺术与实践》正是为弥合这一认知鸿沟而生的里程碑式著作。它不仅仅是一本算法的“食谱”，更是一本引导读者领悟计算思维（Computational Thinking）精髓的哲学指南与工程实践手册。本书旨在帮助读者从根本上理解：什么是一个好的算法？如何衡量其优劣？以及在资源受限的真实世界中，我们如何优雅而高效地解决复杂问题？ 二、 本书的独特视角与核心价值 本书跳脱出传统教材对单一数据结构和算法的机械罗列，而是采用一种“问题驱动、思想贯穿”的叙事方式，将算法设计提升到一种艺术的高度。 1. 深度剖析经典范式，洞察设计思想： 本书没有将重点放在繁琐的数学证明上（尽管必要的严谨性有所体现），而是聚焦于算法设计范式的构建。我们将系统地解构并阐述以下核心思想： 分治法（Divide and Conquer）： 探究如何将一个看似无法解决的宏大问题，通过递归分解为更易处理的小问题，如快速排序、Strassen矩阵乘法以及经典的最大子数组问题。本书将重点分析分治策略何时失效，以及如何通过主定理（Master Theorem）的直观理解来评估其时间复杂度。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 探讨“局部最优解”如何导向“全局最优解”的直觉与陷阱。我们将通过霍夫曼编码、最优调度问题（如区间调度）的案例，深入分析贪心选择性质（Greedy Choice Property）和最优子结构（Optimal Substructure）的验证方法，尤其关注那些表面上可行但最终失败的贪心策略。 动态规划（Dynamic Programming）： 被誉为“算法的皇冠”，本书将以最清晰的方式揭示动态规划的核心——记忆化（Memoization）与自底向上（Tabulation）的思维转变。从经典的背包问题、最长公共子序列到更复杂的RNA二级结构预测，我们将展示如何通过状态转移方程的设计，将指数级搜索空间转化为多项式时间解法。 回溯法与分支限界（Backtracking & Branch and Bound）： 针对NP难问题，本书详细讲解了如何利用剪枝技术有效搜索解空间树。重点剖析了如何设置有效的界限函数（Bounding Function）来大幅缩短搜索时间，这对于解决如旅行商问题（TSP）和约束满足问题至关重要。 2. 聚焦实际应用场景，连接理论与工程： 理论知识的价值在于其可操作性。《算法的艺术与实践》将大量篇幅投入到算法在现代工程中的具体应用： 图论的广泛应用： 我们将不仅仅停留在Dijkstra和Floyd-Warshall算法，而是深入探讨最小生成树（MST）在网络设计中的作用，以及最大流/最小割定理（Max-Flow Min-Cut Theorem）在网络可靠性、任务分配中的实际建模。 字符串处理的效率革命： 剖析KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法和Boyer-Moore算法背后的巧妙预处理，解释它们如何在文本编辑、生物信息学（如基因序列比对）中超越朴素搜索法的性能瓶颈。 概率性算法的崛起： 引入随机化算法的概念，如Monte Carlo方法和Las Vegas方法，并结合哈希函数（Hash Functions）的高级应用，展示如何在某些场景下牺牲确定性以换取极高的平均效率。 3. 性能分析的量化艺术： 本书将性能分析置于算法设计的核心地位。我们不会仅仅停留在$O(n^2)$或$O(n log n)$的符号表示上。读者将学习如何： 精确测量： 理解缓存效应（Cache Effects）、内存访问模式（Locality of Reference）对实际运行时间的影响远超渐进复杂度。 算法的内存足迹： 在大数据时代，空间复杂度与时间复杂度同等重要。本书会对比不同算法在内存消耗上的权衡，例如使用空间换取时间的动态规划与使用更小空间但计算量更大的递归方法。 并行化思考： 针对多核处理器的趋势，本书导论部分将引导读者思考如何设计天然适合并行执行的算法结构。 三、 读者对象与阅读收获 本书适合谁？ 有一定编程基础的初级/中级工程师： 渴望将自己的代码能力从“能跑”提升到“高效运行”的专业人士。 计算机科学与相关专业的学生： 寻求一本深度足够、视角新颖的参考书，以超越标准教科书的刻板印象。 寻求职业突破的技术领导者与架构师： 需要深入理解系统瓶颈的根源，并能对技术选型做出最优决策的管理者。 阅读本书后，您将获得： 1. 问题解决的通用框架： 不再被具体问题所困扰，而是能迅速识别出问题背后的经典算法结构。 2. 代码质量的飞跃： 您的程序将运行得更快、更稳定，尤其是在处理大规模数据输入时展现出显著优势。 3. 批判性分析能力： 能够清晰地论证为何选择某个算法而非另一个，并预见潜在的性能陷阱。 4. 对计算本质的深刻洞察： 理解算法设计不仅是技术活动，更是一门平衡资源、追求效率的创造性实践。 《算法的艺术与实践》—— 开启您在计算领域精进的下一段旅程。 掌握算法，即是掌握了驾驭现代信息世界的钥匙。

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