《趣题学算法》(徐子珊)【文字版_PDF电子书_推荐】

内容简介:
书中内容基于C 全书共分10章。第0章讲解了算法的概念及体例说明。第1~7章分别就计数问题、信息查找问题、组合优化问题、图中搜索问题和数论问题展开,讨论了算法的构思和设计,详尽介绍了解决这些问题的渐增策略、分治策略、回溯策略、动态规划和贪婪策略、广度优先搜索策略、深度优先搜索策略等。第8章提供了10个让读者自解的计算问题,让读者有机会小试牛刀。第9章用书中给出的各问题的C 解决方案作为例子,讨论了C 语言的强大编程功能。书中一共收录了92个饶有兴趣的计算问题,每个问题(包括第8章留给读者自解的题目)都给出了完整的C 解决方案。 《趣题学算法》适于作为程序员的参考书,高校各专业学生学习“数据结构”“算法设计分析”“程序设计”等课程的扩展读物,也可以作为上述课程的实验或课程设计的材料,还可以作为准备参加国内或国际程序设计赛事的读者的赛前训练材料。
作者简介:
作者长期在高校执教数学、算法与程序设计课程,并多次带队参加大学生程序设计大赛,教学经验丰富。编着多本算法书籍,深受读者喜爱。
目 录:
第0章 从这里开始 1
0.1App程序与算法2
0.2计算问题2
问题0-1计算逆序数3
0.3算法的伪代码描述4
0.4算法的正确性6
0.5算法分析7
0.6算法运行时间的渐近表示9
问题0-2移动电话10
0.7算法的程序实现13
0.8从这里开始15
第1章计数问题16
1.1累积计数法17
问题1-1骑士的金币17
问题1-2扑克牌魔术19
问题1-3能量转换22
问题1-4美丽的花园24
1.2简单的数学计算26
问题1-5小小度刷礼品26
问题1-6找到牛妞29
问题1-7糟糕的公交调度31
1.3加法原理和乘法原理34
问题1-8冒泡排序35
1.4图的性质38
问题1-9聚会游戏39
1.5置换与轮换41
问题1-10牛妞排队42
第2章数据集合与信息查找45
2.1集合及其字典操作46
问题2-1开源项目46
问题2-2王子的难题53
问题2-3度度熊就是要第一个出场56
问题2-4寻找克隆人62
问题2-5疯狂搜索64
2.2文本串的查找66
问题2-6Pandora星球上的计算机病毒69
2.3全序集序列的排序71
问题2-7DNA排序73
问题2-8度度熊的礼物76
问题2-9通信系统78
2.4集合的并、交、差运算80
问题2-10计算机调度81
第3章现实模拟85
3.1简单模拟86
问题3-1对称排序86
问题3-2边界89
3.2栈及其应用92
问题3-3Web导航93
问题3-4周期序列95
3.3队列及其应用99
问题3-5稳定婚姻问题99
问题3-6最好的农场102
3.4基于二叉堆的优先队列及其应用105
问题3-7David购物107
问题3-8内存分配110
3.5二叉树及其应用115
问题3-9后缀表达式116
问题3-10符号导数119
第4章组合优化问题125
4.1组合问题及其回溯算法126
3-色问题126
N-后问题127
0-1背包问题128
4.2回溯算法框架129
问题4-1探险图129
问题4-2Jill的骑行路径134
4.3排列树问题138
问题4-3八元拼图138
问题4-4一步致胜142
问题4-5订单145
4.4子集树问题147
问题4-6命题逻辑147
问题4-7整除性151
4.5用回溯算法解组合优化问题154
问题4-8盗贼154
问题4-9牛妞玩牌156
问题4-10三角形游戏159
问题4-11轮子上的度度熊162
4.6加速计算组合优化问题167
问题4-12三角形N-后问题167
第5章动态规划与贪婪策略172
5.1动态规划173
问题5-1数字三角形173
问题5-2形式语言176
5.20-1背包问题的动态规划算法179
问题5-3温馨旅程180
5.3最长公共子序列问题的动态规划算法182
问题5-4射雕英雄184
问题5-5人类基因功能186
问题5-6清洁机器人189
5.4贪婪策略193
问题5-7牛妞的最佳排列193
问题5-8渡河197
5.5无向带权图的最小生成树199
问题5-9网络设计202
问题5-10网页聚类204
5.6有向带权图单源最短路径206
问题5-11牛妞聚会208
问题5-12最短路210
第6章图的搜索算法218
6.1广度优先搜索219
6.2无向图的连通分支221
问题6-1女孩与男孩221
问题6-2卫星照片224
6.3图中顶点间最短路径227
问题6-3骑士移动228
问题6-4蜜蜂种群230
6.4深度优先搜索233
6.5有向无圈图的拓扑排序235
问题6-5考虑所有的光盘236
问题6-6循序239
6.6无向图的关节点和桥242
问题6-7网络保护245
问题6-8夫妻大盗248
6.7流网络的最大流问题250
问题6-9网络带宽252
问题6-10电网255
问题6-11选课258
6.8欧拉路径问题261
问题6-12观光旅游262
问题6-13Johnny的新车267
问题6-14放牛娃269
第7章数论问题272
7.1整数的进位制273
问题7-1牛牛计数273
问题7-2数制转换275
7.210进制非负大整数的表示与算术运算277
问题7-3除法281
7.3整数的模运算282
问题7-4Maya历法283
问题7-5Euclid游戏285
7.4最大公约数287
问题7-6纽约大劫案289
问题7-7青蛙的约会292
7.5素数295
问题7-8素数分割296
问题7-9哥德巴赫猜想298
问题7-10困惑的密码员299
7.6算术基本定理301
问题7-11密码学中的幂302
问题7-12RSA因数分解304
第8章动手做307
问题8-1测谎308
问题8-2伪图形识别309
问题8-3反转数相加311
问题8-4直角多边形312
问题8-5二叉搜索堆313
问题8-6物以类聚314
问题8-7旅程315
问题8-8午餐316
问题8-9网络攻击317
问题8-10素数个数318
第9章C 程序设计320
9.1C 的程序结构321
9.1.1源文件的组成322
9.1.2语句与关键字323
9.1.3数据与表达式325
9.1.4指针类型和引用类型328
9.2C 的面向对象程序设计技术331
9.2.1类的封装331
9.2.2类的继承338
9.2.3多态349
9.3C 的模板技术358
9.3.1函数模板358
9.3.2类模板360
9.4C 的标准模板库——STL366
9.4.1容器类模板367
9.4.2算法模板和仿函数383
9.4.3类模板组合386
9.5数据的输入输出391
9.5.1文件输入输出流391
9.5.2串输入输出流392
9.5.3流运算符的重载396
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摘要:在计算机科学教育领域,算法学习始终是通往编程高手的必经之路,而《趣题学算法》由徐子珊精心编著,以文字版PDF电子书形式呈现,为计算机类学习者开辟了一条趣味与深度并存的路径。本书不同于传统教材的枯燥理论堆砌,巧妙地将算法精髓融入一道道引人入胜的趣味题目中,让读者在解谜般的体验中自然掌握数据结构与算法设计的核心思想。从基础排序到高级图论,从递归思想到动态规划,每一个知识点都被赋予生动案例,配合清晰的逻辑推导与代码实现,极大降低了学习门槛。对于渴望突破编程瓶颈、提升问题解决能力的读者而言,这不仅是一本教材,更是一把开启算法思维之门的金钥匙。电子书的便捷性更让随时随地的学习成为可能,无论是学生自修还是程序员进阶,都能从中汲取源源不断的智慧养分。
1、趣题驱动的学习范式
《趣题学算法》最鲜明的特色在于其独特的教学架构,它摒弃了传统算法书籍中先讲理论后举例的刻板模式,转而采用问题驱动的方式将读者直接拉入思考的战场。每一章节的开篇不是枯燥的定义罗列,而是一个看似简单却暗藏玄机的趣味问题,比如如何用最少的步骤完成汉诺塔移动,或者怎样在迷宫中找到最短路径。这种设计让读者在好奇心驱使下主动探索,大脑在解决问题的过程中自然建立起对算法原理的直观感受,比被动记忆公式要深刻得多。
书中精心挑选的趣题覆盖了算法学习的各个阶段,从入门级的简单模拟到高难度的复杂优化,难度梯度设计得极为科学。例如在讲解贪心算法时,通过“找零钱问题”和“活动安排问题”让读者体会局部最优如何导向全局最优;而在动态规划章节,则用“背包问题”和“最长公共子序列”层层递进,展示状态转移方程的构建之美。每个题目都像是精心设计的思维游戏,让学习过程充满挑战与乐趣。
这种趣题驱动模式还带来了一个隐性优势——培养读者的工程思维。在尝试解决每个问题时,读者需要经历“理解问题—设计算法—编码实现—测试验证”的完整流程,这恰恰是实际软件开发中的核心循环。通过反复练习,读者不仅学会了算法本身,更掌握了面对陌生问题时如何拆解、分析并找到解决方案的系统方法论,这种能力远比死记硬背几个算法模板更有价值。
2、系统性与渐进式编排
尽管以趣题为主线,但本书在知识体系构建上丝毫不显随意,反而展现出高度的系统性。全书从最基础的数据结构如数组、链表、栈和队列讲起,逐步过渡到排序、搜索等经典算法,再深入到递归、分治、贪心、动态规划等高级设计策略,最后触及图论、数论等专题领域。这种螺旋上升的结构确保读者每一步都踩在坚实的知识地基上,不会因跳跃过大而产生认知断层。
每个章节内部的编排同样遵循渐进原则。以排序算法为例,书中先通过“扑克牌排序”的趣味场景引入插入排序,让读者理解基本思想;接着用“运动会排名”问题讲解快速排序的分治思想;最后用“大数据排序”的挑战引出归并排序和外部排序。这种从具体到抽象、从简单到复杂的安排,使得读者在不知不觉中建立起完整的算法知识图谱,每个新概念都能与已有认知产生自然连接。
更为可贵的是,本书在每章末尾都设置了拓展思考题和综合项目,引导读者将所学知识进行迁移应用。比如在学完图论算法后,会提出“如何设计一个地铁换乘系统的最优路径规划”这样的实际问题。这些题目既是对本章内容的巩固,也是对未来更复杂算法学习的铺垫,让读者始终保持“跳一跳够得着”的最佳学习状态,既不会因过于简单而无聊,也不会因过于困难而放弃。
3、理论与实践的无缝融合
作为一本面向计算机类读者的算法书,《趣题学算法》在理论与实践的结合上做得尤为出色。书中每一个算法都配有完整的C++或C语言代码实现,代码风格规范且注释清晰,读者可以直接在编译器上运行验证。更重要的是,这些代码并非只是理论算法的简单翻译,而是充分考虑了实际编程中的边界条件处理、性能优化和代码可读性,堪称值得学习的最佳实践范例。
在讲解算法复杂度时,本书采用了可视化与量化相结合的方式。例如在分析不同排序算法的时间效率时,书中不仅给出了大O标记的理论分析,还通过具体的数据集测试展示实际运行时间,让读者直观感受到O(n²)与O(n log n)之间的巨大差异。这种将抽象理论具象化的处理手法,帮助读者建立起对算法性能的直觉判断,这对后续在实际项目中做出合理的技术选型至关重要。
书中还特别强调了算法调试与测试的重要性,这在同类书籍中并不多见。每个算法实现后,作者都会示范如何设计测试用例来验证正确性,包括普通情况、边界情况和异常情况。这种“测试驱动”的思维训练让读者意识到,写出一个算法只是第一步,确保它在各种输入下都能正确运行才是真正的工程能力。这种严谨的态度贯穿全书,潜移默化地塑造着读者的专业素养。
4、电子书形态的独特优势
《趣题学算法》以文字版PDF电子书形式呈现,这并非简单的载体转换,而是赋予了学习过程全新的可能性。电子书支持全文搜索功能,读者可以快速定位到任何想复习的算法或概念,极大提升了查阅效率。同时,书中代码部分可以直接复制粘贴到开发环境中运行,省去了手动敲录的繁琐,让读者能将更多精力专注于算法思想本身的理解与实验。
便携性是电子书的另一大核心优势。无论是通勤路上的手机阅读,还是咖啡馆里的平板学习,亦或是办公室电脑上的深度研习,读者可以随时随地打开这本算法宝典。这种碎片化学习模式特别适合当下快节奏的生活,等车时看一个趣题,午休时想一个解法,睡前读一段总结,算法学习就这样自然地融入了日常生活的缝隙之中。
电子书还拥有传统纸质书无法比拟的可更新性。随着计算机技术的发展,算法领域也在不断演进,电子版可以及时收录新的经典问题和解法。例如本书后续版本中加入了关于机器学习基础算法的趣味讲解,就是通过电子更新实现的。这种动态生长特性确保了内容的时效性,让读者始终能够接触到最前沿的算法思想,而不用担心知识陈旧的问题。
总结:《趣题学算法》以趣题为引、以系统为骨、以实践为肉、以电子为翼,成功打破了算法学习枯燥难懂的魔咒。它让读者在享受解题乐趣的同时,不知不觉间构建起完整的算法知识体系,培养出解决复杂问题的工程能力。无论是计算机专业学生、考研备考者,还是希望提升编程内功的职场开发者,都能从这本精心编排的电子书中获得实实在在的成长。学习算法不再是一场苦修,而成为一场充满惊喜的思维探险。
本文由nayona.cn整理
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