算法设计与应用

本书全面系统地介绍算法设计和算法应用的各个领域，内容涵盖经典数据结构、经典算法、算法分析方法、算法设计方法以及算法在各个领域的应用，还包含一些不错主题。本书采用应用驱动的方法引入各章内容，内容编排清晰合理，讲解由浅入深。此外，各章都附有巩固练习、创新练习和应用练习三种类型的题目，为读者理解和掌握算法设计和应用提供了很好的素材。

出版者的话
译者序
前言
第1章算法分析
1.1分析算法
1.1.1伪代码
1.1.2随机存取机模型
1.1.3基本操作数目的计算
1.1.4递归算法的分析
1.1.5渐近表示法
1.1.6渐近表示法的重要性
1.2相关数学知识复习
1.2.1求和
1.2.2对数和幂
1.2.3简单的证明技术
1.2.4概率基础
1.3算法分析案例
1.3.1最大子数组问题的第一个解
1.3.2一种改进的求最大子数组算法
1.3.3线性时间的最大子数组算法
1.4平摊分析
1.4.1平摊技术
1.4.2对一个可扩展数组实现的分析
1.5练习
本章注记
第一部分数据结构
第2章基本数据结构
2.1栈和队列
……
参考文献

本书全面地介绍了计算机算法和数据结构的设计和分析。书中各章相对独立，所以教师和读者可以自由选择感兴趣的章节。此外，本书内容广泛，既包含了经典的算法，也包含了新兴的算法，具体如下：     渐近分析数学，包括平摊和随机化。     通用算法设计技术，包括贪心法、分治法和动态规划。     数据结构，包括列表、树、堆、搜索树、B树、哈希表、跳跃表、并查集结构和多维树。     算法框架，包括NP完全性、近似算法和外存算法。     基本算法，包括排序、图算法、计算几何、数值算法、密码、快速傅里叶变换（FFT）和线性规划。    应用驱动方法    计算机科学已经进入一个令人兴奋的时代。计算机已经从早期的计算引擎发展到现在的信息处理器，其应用遍布各个领域。此外，互联网的扩展推动了计算机在社会和商业中的新范式和新模式。例如，计算机可以用来存储和检索大规模数据，并且用于许多其他的应用领域，如运动、视频游戏、生物、制药、社交网络、工程和科学。因此，我们认为算法的讲授既要强调其数学分析，也要突出其实际应用。    为了达到这个目的，每章开篇都有该章主题应用的一个简短讨论。这些应用有的来自于主题的实际应用，有的是设想该章主题在实践中的可能应用。这些讨论的意图是为读者阅读各章时提供一定的背景和实际应用动机。除了这些应用的动机外，我们还给出算法的详细伪代码描述和完整的数学分析。事实上，我们认为数学的严谨性有其实际的意义。    写给教师    本书的结构便于教师自由地选择和讲授内容。各章节之间的依存度已经降至很低，以便教师可以按照自己喜欢的顺序授课。此外，依据内容的深度，每章的讲授时间在1～3节课。    课程样例    本书可作为多个课程的教材。例如，可用于算法核心课程的教材，即经典CS7。另外，本书也可以用于高年级本科生或者研究生的数据结构课程、算法课程，或者两学期连续教授这两个课程的教材。为了突出这些选择，下面为这些可能的课程给出教学大纲样例。    算法核心课程（CS7）大纲样例    第1章算法分析    （跳读、略读或复习第2～4章的基本数据结构）     这些内容以及第5章和第6章是数据结构课程的基本内容，也是本课程的先行课。    第5章优先队列和堆    第6章散列表    第7章并查集结构.    第8章归并排序和快速排序    第9章快速排序和选择（如果时间允许）    第10章贪心法    第11章分治法    第12章动态规划    第13章图及遍历    第14章最短路径    第15章最小生成树    第16章网络流和匹配（如果时间允许）    第17章NP完全性    第18章近似算法    如果时间允许，可从第19～26章中选择内容，包括随机算法、计算几何、字符串算法、密码学、快速傅里叶变换（FFT）和线性规划。    高年级本科生或者研究生的数据结构课程大纲样例    第1章算法分析    第2章基本数据结构    第3章二叉搜索树    第4章平衡二叉搜索树    第5章优先队列和堆    第6章散列表    第7章并查集结构    第8章归并排序和快速排序    第13章图及遍历    第14章最短路径    第15章最小生成树    第20章B树和外部存储器    第21章多维搜索    高年级本科生或者研究生的算法课程大纲样例    （跳读、略读或者复习第1～8章）    第9章快速排序和选择    第10章贪心法    第11章分治法    第12章动态规划    第16章网络流和匹配    第17章NP完全性    第18章近似算法    第19章随机算法    第22章计算几何    第23章字符串算法    第24章密码学    第25章快速傅里叶变换    第26章线性规划    这门课程既可以作为一门独立的课程讲授，也可与上面的高级数据结构课程联合讲授。当然，还有其他的选择，在此不再赘述，将这些内容的创意安排留给教师。    三类练习    本书包含了800多个练习，分为三类：     巩固练习，测试对章节内容的理解。     创新练习，测试能否创造性地利用各章的技术方法。     应用练习，测试能否将各章内容应用于实际问题或者设想的问题。    这些练习的分布大致为巩固练习占35%，创新练习占40%，应用练习占25%。    网络增值学习    本书有一个网站：    http://wwwwileycom/college/goodrich/    这个网站包含了章节内容的附加学习资源，特别为学生提供了以下内容：     本书大部分内容的PDF演示讲义。     某些练习的提示。    对于一些学生来说，有些创新练习和应用练习可能具有挑战性，因此他们会对这些提示感兴趣。    我们也为使用本书作为教材的教师提供了一个教学支持网站，包括下列辅助资源:    关于本书教辅资源，只有使用本书作为教材的教师才可以申请，需要的教师可向约翰·威立出版公司北京代表处申请，电话：010-8418 7869，电子邮件：sliang@wileycom。——编辑注     本书一些练习的解。     本书大部分内容的可编辑PowerPoint演示文稿。    预备知识    本书假定读者具有一定的预备知识。特别是，假定读者有基本的数据结