算法引论：一种创造性方法

作者: [美] 曼博著 , 黄林鹏译

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2010-01

版次: 1

ISBN: 9787121098130

定价: 36.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 334页

字数: 571千字

正文语种: 简体中文

原版书名: Introduction to Algorithms -A Creative Approach

分类: 计算机与互联网

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　　本书是国际算法大师乌迪·曼博（UdiManber）博士撰写的一本享有盛誉的著作。全书共分12章：第1章到第4章为介绍性内容，涉及数学归纳法、算法分析、数据结构等内容；第5章提出了与归纳证明进行类比的算法设计思想；第6章到第9章分别给出了4个领域的算法，如序列和集合的算法、图算法、几何算法、代数和数值算法；第10章涉及归约，也是第11章的序幕，而后者涉及NP完全问题；第12章则介绍了并行算法；最后是部分习题的答案及参考文献。本书的特色有二，旨在提高读者的问题求解能力，使读者能够理解算法设计的过程和思想：一是强调算法设计的创造性过程，注重算法设计背后的创造性思想，而不拘泥于某个具体算法的详细讨论；二是将算法设计类比于定理归纳证明，揭示了算法设计的基本思想和本质。
　　本书的组织结构清晰且易于理解，强调了创造性，具有浓郁特色，时至今日仍有其巨大的价值，并且适合作为计算机及相关专业算法和高级算法课程的教材。　　曼博（UdiManber），美国著名的计算机科学家，国际公认的算法大师，在线信息搜索引擎的先驱。1982年于华盛顿大学获得计算机科学博士学位，曾是美国亚利桑那大学计算机专业教授。离开学校后在雅虎公司担任执行官，闫前是亚马逊（Amazon.com）的副总裁和首席算法师（CAO），也是亚马逊旗下搜索网站A9.corn的首席执行官。他提出的UDI测试已经成为衡量搜索引擎质量的评估标准。第1章引论1
第2章数学归纳法6
2.1引言6
2.2三个简单的例子7
2.3平面内区域的计数8
2.4简单的着色问题10
2.5复杂一些的加法题10
2.6一个简单的不等式11
2.7欧拉公式12
2.8图论中的一个问题13
2.9格雷码14
2.10在图上寻找无重边的路16
2.11数学平均数和几何平均数定理17
2.12循环不变量：将十进制数转换为二进制数19
2.13常见的错误20
2.14小结21

第3章算法分析27
3.1引言27
3.2符号O28
3.3时间与空间复杂度30
3.4求和31
3.5递推关系33
3.5.1巧妙地猜测34
3.5.2分治关系36
3.5.3涉及全部历史的递推关系37
3.6一些有用的证明论据39
3.7小结40

第4章数据结构简介44
4.1引言44
4.2基本数据结构44
4.2.1元素44
4.2.2数组45
4.2.3记录45
4.2.4链表46
4.3树47
4.3.1树的表示48
4.3.2堆49
4.3.3二叉搜索树51
4.3.4AVL树54
4.4散列56
4.5合并?查找问题58
4.6图60
4.7小结61

第5章基于归纳的算法设计66
5.1引言66
5.2多项式求值66
5.3最大导出子图68
5.4寻找一对一映射69
5.5社会名流问题71
5.6分治算法：轮廓问题73
5.7在二叉树中计算平衡因子75
5.8寻找最大连续子序列76
5.9增强归纳假设77
5.10动态规划：背包问题77
5.11常见的错误80
5.12小结80

第6章序列和集合的算法85
6.1引言85
6.2二叉搜索的几种形式85
6.2.1纯二叉搜索85
6.2.2循环序列的二叉搜索86
6.2.3二叉搜索特殊下标86
6.2.4二叉搜索长度未知的序列88
6.2.5重叠子序列问题88
6.2.6解方程89
6.3内插搜索89
6.4排序90
6.4.1桶排序和基数排序90
6.4.2插入排序和选择排序92
6.4.3归并排序93
6.4.4快速排序93
6.4.5堆排序98
6.4.6排序问题的下界100
6.5顺序统计102
6.5.1最大数和最小数102
6.5.2查找第k小的数102
6.6数据压缩103
6.7串匹配105
6.8序列比较110
6.9概率算法112
6.9.1随机数113
6.9.2着色问题114
6.9.3将拉斯维加斯算法变换成确定性算法114
6.10查找众数116
6.11三个展现有趣证明方法的问题118
6.11.1最长递增序列118
6.11.2查找集合中两个最大的元素119
6.11.3计算多重集合的模121
6.12小结122

第7章图算法130
7.1引言130
7.2欧拉图131
7.3图的遍历133
7.3.1深度优先搜索133
7.3.2广度优先搜索139
7.4拓扑排序140
7.5单源最短路径142
7.6最小代价生成树146
7.7全部最短路径150
7.8传递闭包151
7.9图的分解153
7.9.1双连通分支153
7.9.2强连通分支159
7.9.3利用图分解的例子164
7.10匹配166
7.10.1非常稠密图中的完美匹配166
7.10.2偶图匹配167
7.11网络流量169
7.12哈密尔顿旅行173
7.12.1反向归纳173
7.12.2在非常稠密图中找哈密尔顿回路173
7.13小结174

第8章几何算法188
8.1引言188
8.2判定点是否在多边形内部189
8.3构造简单多边形191
8.4凸包193
8.4.1直接方法193
8.4.2礼品包裹算法194
8.4.3Graham扫描算法195
8.5最近点对197
8.6水平线段和竖直线段的交点200
8.7小结203

第9章代数和数值算法207
9.1引言207
9.2求幂运算207
9.3欧几里得算法210
9.4多项式乘法211
9.5矩阵乘法212
9.5.1Winograd算法212
9.5.2Strassen算法213
9.5.3布尔矩阵215
9.6快速傅里叶变换218
9.7小结224

第10章归约228
10.1引言228
10.2归约的例子229
10.2.1简单字符串匹配问题229
10.2.2特殊代表集229
10.2.3关于序列比较的归约230
10.2.4在无向图中寻找三角形231
10.3有关线性规划的归约232
10.3.1概述与定义232
10.3.2归约到线性规划的例子233
10.4下界的归约235
10.4.1寻找简单多边形算法复杂度的下界235
10.4.2关于矩阵的简单归约236
10.5常见的错误237
10.6小结238

第11章NP完全问题242
11.1引言242
11.2多项式时间归约242
11.3非确定性和Cook定理244
11.4NP完全性的证明例子246
11.4.1顶点覆盖问题246
11.4.2支配集问题247
11.4.33SAT问题248
11.4.4团问题249
11.4.53着色问题250
11.4.6一般经验251
11.4.7更多的NP完全问题252
11.5处理NP完全问题的技术253
11.5.1回溯法和分枝限界法254
11.5.2确保性能的近似算法257
11.6小结261

第12章并行算法266
12.1引言266
12.2并行计算模型267
12.3共享存储器算法268
12.3.1并行加268
12.3.2寻找最大数的算法269
12.3.3并行前缀问题271
12.3.4在链表中查寻秩273
12.3.5欧拉遍历技术274
12.4互连网络上的算法275
12.4.1阵列上的排序276
12.4.2排序网络279
12.4.3在树中查找第k个最小元素280
12.4.4网孔上的矩阵乘法283
12.4.5超立方体中的路由284
12.5脉动计算286
12.5.1矩阵与向量相乘286
12.5.2卷积问题287
12.5.3序列的比较288
12.6小结290
部分习题答案296
参考文献317
内容简介:
　　本书是国际算法大师乌迪·曼博（UdiManber）博士撰写的一本享有盛誉的著作。全书共分12章：第1章到第4章为介绍性内容，涉及数学归纳法、算法分析、数据结构等内容；第5章提出了与归纳证明进行类比的算法设计思想；第6章到第9章分别给出了4个领域的算法，如序列和集合的算法、图算法、几何算法、代数和数值算法；第10章涉及归约，也是第11章的序幕，而后者涉及NP完全问题；第12章则介绍了并行算法；最后是部分习题的答案及参考文献。本书的特色有二，旨在提高读者的问题求解能力，使读者能够理解算法设计的过程和思想：一是强调算法设计的创造性过程，注重算法设计背后的创造性思想，而不拘泥于某个具体算法的详细讨论；二是将算法设计类比于定理归纳证明，揭示了算法设计的基本思想和本质。
　　本书的组织结构清晰且易于理解，强调了创造性，具有浓郁特色，时至今日仍有其巨大的价值，并且适合作为计算机及相关专业算法和高级算法课程的教材。
作者简介:
　　曼博（UdiManber），美国著名的计算机科学家，国际公认的算法大师，在线信息搜索引擎的先驱。1982年于华盛顿大学获得计算机科学博士学位，曾是美国亚利桑那大学计算机专业教授。离开学校后在雅虎公司担任执行官，闫前是亚马逊（Amazon.com）的副总裁和首席算法师（CAO），也是亚马逊旗下搜索网站A9.corn的首席执行官。他提出的UDI测试已经成为衡量搜索引擎质量的评估标准。
目录:
第1章引论1
第2章数学归纳法6
2.1引言6
2.2三个简单的例子7
2.3平面内区域的计数8
2.4简单的着色问题10
2.5复杂一些的加法题10
2.6一个简单的不等式11
2.7欧拉公式12
2.8图论中的一个问题13
2.9格雷码14
2.10在图上寻找无重边的路16
2.11数学平均数和几何平均数定理17
2.12循环不变量：将十进制数转换为二进制数19
2.13常见的错误20
2.14小结21

第3章算法分析27
3.1引言27
3.2符号O28
3.3时间与空间复杂度30
3.4求和31
3.5递推关系33
3.5.1巧妙地猜测34
3.5.2分治关系36
3.5.3涉及全部历史的递推关系37
3.6一些有用的证明论据39
3.7小结40

第4章数据结构简介44
4.1引言44
4.2基本数据结构44
4.2.1元素44
4.2.2数组45
4.2.3记录45
4.2.4链表46
4.3树47
4.3.1树的表示48
4.3.2堆49
4.3.3二叉搜索树51
4.3.4AVL树54
4.4散列56
4.5合并?查找问题58
4.6图60
4.7小结61

第5章基于归纳的算法设计66
5.1引言66
5.2多项式求值66
5.3最大导出子图68
5.4寻找一对一映射69
5.5社会名流问题71
5.6分治算法：轮廓问题73
5.7在二叉树中计算平衡因子75
5.8寻找最大连续子序列76
5.9增强归纳假设77
5.10动态规划：背包问题77
5.11常见的错误80
5.12小结80

第6章序列和集合的算法85
6.1引言85
6.2二叉搜索的几种形式85
6.2.1纯二叉搜索85
6.2.2循环序列的二叉搜索86
6.2.3二叉搜索特殊下标86
6.2.4二叉搜索长度未知的序列88
6.2.5重叠子序列问题88
6.2.6解方程89
6.3内插搜索89
6.4排序90
6.4.1桶排序和基数排序90
6.4.2插入排序和选择排序92
6.4.3归并排序93
6.4.4快速排序93
6.4.5堆排序98
6.4.6排序问题的下界100
6.5顺序统计102
6.5.1最大数和最小数102
6.5.2查找第k小的数102
6.6数据压缩103
6.7串匹配105
6.8序列比较110
6.9概率算法112
6.9.1随机数113
6.9.2着色问题114
6.9.3将拉斯维加斯算法变换成确定性算法114
6.10查找众数116
6.11三个展现有趣证明方法的问题118
6.11.1最长递增序列118
6.11.2查找集合中两个最大的元素119
6.11.3计算多重集合的模121
6.12小结122

第7章图算法130
7.1引言130
7.2欧拉图131
7.3图的遍历133
7.3.1深度优先搜索133
7.3.2广度优先搜索139
7.4拓扑排序140
7.5单源最短路径142
7.6最小代价生成树146
7.7全部最短路径150
7.8传递闭包151
7.9图的分解153
7.9.1双连通分支153
7.9.2强连通分支159
7.9.3利用图分解的例子164
7.10匹配166
7.10.1非常稠密图中的完美匹配166
7.10.2偶图匹配167
7.11网络流量169
7.12哈密尔顿旅行173
7.12.1反向归纳173
7.12.2在非常稠密图中找哈密尔顿回路173
7.13小结174

第8章几何算法188
8.1引言188
8.2判定点是否在多边形内部189
8.3构造简单多边形191
8.4凸包193
8.4.1直接方法193
8.4.2礼品包裹算法194
8.4.3Graham扫描算法195
8.5最近点对197
8.6水平线段和竖直线段的交点200
8.7小结203

第9章代数和数值算法207
9.1引言207
9.2求幂运算207
9.3欧几里得算法210
9.4多项式乘法211
9.5矩阵乘法212
9.5.1Winograd算法212
9.5.2Strassen算法213
9.5.3布尔矩阵215
9.6快速傅里叶变换218
9.7小结224

第10章归约228
10.1引言228
10.2归约的例子229
10.2.1简单字符串匹配问题229
10.2.2特殊代表集229
10.2.3关于序列比较的归约230
10.2.4在无向图中寻找三角形231
10.3有关线性规划的归约232
10.3.1概述与定义232
10.3.2归约到线性规划的例子233
10.4下界的归约235
10.4.1寻找简单多边形算法复杂度的下界235
10.4.2关于矩阵的简单归约236
10.5常见的错误237
10.6小结238

第11章NP完全问题242
11.1引言242
11.2多项式时间归约242
11.3非确定性和Cook定理244
11.4NP完全性的证明例子246
11.4.1顶点覆盖问题246
11.4.2支配集问题247
11.4.33SAT问题248
11.4.4团问题249
11.4.53着色问题250
11.4.6一般经验251
11.4.7更多的NP完全问题252
11.5处理NP完全问题的技术253
11.5.1回溯法和分枝限界法254
11.5.2确保性能的近似算法257
11.6小结261

第12章并行算法266
12.1引言266
12.2并行计算模型267
12.3共享存储器算法268
12.3.1并行加268
12.3.2寻找最大数的算法269
12.3.3并行前缀问题271
12.3.4在链表中查寻秩273
12.3.5欧拉遍历技术274
12.4互连网络上的算法275
12.4.1阵列上的排序276
12.4.2排序网络279
12.4.3在树中查找第k个最小元素280
12.4.4网孔上的矩阵乘法283
12.4.5超立方体中的路由284
12.5脉动计算286
12.5.1矩阵与向量相乘286
12.5.2卷积问题287
12.5.3序列的比较288
12.6小结290
部分习题答案296
参考文献317