編輯推薦
                                         世界程序設計高手的經驗總結
  【ACM-ICPC全球總冠軍】巫澤俊主譯
  日本ACM-ICPC參賽者人手一冊
      內容簡介
     《挑戰程序設計競賽(第2版)》對程序設計競賽中的基礎算法和經典問題進行瞭匯總,分為準備篇、初級篇、中級篇與高級篇4章。作者結閤自己豐富的參賽經驗,對嚴格篩選的110 多道各類試題進行瞭由淺入深、由易及難的細緻講解,並介紹瞭許多實用技巧。每章後附有習題,供讀者練習,鞏固所學。      
作者簡介
     ★鞦葉拓哉 
  Google Code Jam 2010 第9名 
  ACM-ICPC World Finals 2012 第11名 
  TopCoder Open 2012 Algorithm 第4名 
  昵稱iwi 
  ★岩田陽一 
  Google Code Jam 2009 第3名 
  TopCoder Open 2010 Marathon 冠軍 
  IPSC 2010 個人組 冠軍 
  昵稱wata 
  ★北川宜稔 
  ACM-ICPC World Finals 2010第16名 
  昵稱kita_masa  
  譯者簡介: 
  ★巫澤俊 
  ACM-ICPC World Finals 2009 第6名 
  ACM-ICPC World Finals 2011 冠軍 
  Google Code Jam 2012 第7名 
  昵稱watashi和rejudge 
  ★莊俊元 
  ACM-ICPC Asia Phuket Regional 2011 冠軍 
  2012年躋身ACM-ICPC World Finals以及百度Astar總決賽 
  昵稱navi和navimoe 
  ★李津羽 
  浙江大學2011級計算機係博士生 
  在浙大CAD&CG;實驗室從事科研工作     
內頁插圖
          目錄
   第1章 蓄勢待發--準備篇   
1.1  何謂程序設計競賽   
1.2  最負盛名的程序設計競賽   
1.2.1  世界規模的大賽--Google Code Jam(GCJ)   
1.2.2  嚮高排名看齊!--TopCoder   
1.2.3  曆史最悠久的競賽-- ACM-ICPC   
1.2.4  麵嚮中學生的信息學奧林匹剋競賽--JOI-IOI   
1.2.5  通過網絡自動評測--Online Judge(OJ)   
1.3  本書的使用方法   
1.3.1  本書所涉及的內容   
1.3.2  所用的編程語言   
1.3.3  題目描述的處理   
1.3.4  程序結構   
1.3.5  練習題   
1.3.6  讀透本書後更上一層樓的練習方法   
1.4  如何提交解答   
1.4.1  POJ的提交方法   
1.4.2  GCJ的提交方法   
1.5  以高效的算法為目標   
1.5.1  什麼是復雜度   
1.5.2  關於運行時間   
1.6  輕鬆熱身   
1.6.1  先從簡單題開始   
1.6.2  POJ的題目Ants   
1.6.3  難度增加的抽簽問題    
第2章 初齣茅廬--初級篇   
2.1  最基礎的“窮竭搜索”   
2.1.1  遞歸函數   
2.1.2  棧   
2.1.3  隊列   
2.1.4  深度優先搜索   
2.1.5  寬度優先搜索   
2.1.6  特殊狀態的枚舉   
2.1.7  剪枝   
2.2  一往直前!貪心法   
2.2.1  硬幣問題   
2.2.2  區間問題   
2.2.3  字典序最小問題   
2.2.4  其他例題   
2.3  記錄結果再利用的“動態規劃”   
2.3.1  記憶化搜索與動態規劃   
2.3.2  進一步探討遞推關係   
2.3.3  有關計數問題的DP   
2.4  加工並存儲數據的數據結構   
2.4.1  樹和二叉樹   
2.4.2  優先隊列和堆   
2.4.3  二叉搜索樹   
2.4.4  並查集   
2.5  它們其實都是“圖”   
2.5.1  圖是什麼   
2.5.2  圖的錶示   
2.5.3  圖的搜索   
2.5.4  最短路問題   
2.5.5  最小生成樹   
2.5.6  應用問題   
2.6  數學問題的解題竅門   
2.6.1  輾轉相除法   
2.6.2  有關素數的基礎算法   
2.6.3  模運算   
2.6.4  快速冪運算   
2.7  一起來挑戰GCJ的題目(1)   
2.7.1  Minimum Scalar Product   
2.7.2  Crazy Rows   
2.7.3  Bribe the Prisoners   
2.7.4  Millionaire    
第3章 齣類拔萃--中級篇   
3.1  不光是查找值!“二分搜索”   
3.1.1  從有序數組中查找某個值   
3.1.2  假定一個解並判斷是否可行   
3.1.3  最大化最小值   
3.1.4  最大化平均值   
3.2  常用技巧精選(一)   
3.2.1  尺取法   
3.2.2  反轉(開關問題)   
3.2.3  彈性碰撞   
3.2.4  摺半枚舉(雙嚮搜索)   
3.2.5  坐標離散化   
3.3  活用各種數據結構   
3.3.1  綫段樹   
3.3.2  Binary Indexed Tree   
3.3.3  分桶法和平方分割   
3.4  熟練掌握動態規劃   
3.4.1  狀態壓縮DP   
3.4.2  矩陣的冪   
3.4.3  利用數據結構高效求解   
3.5  藉助水流解決問題的網絡流   
3.5.1  最大流   
3.5.2  最小割   
3.5.3  二分圖匹配   
3.5.4  一般圖匹配   
3.5.5  匹配、邊覆蓋、獨立集和頂點覆蓋   
3.5.6  最小費用流   
3.5.7  應用問題   
3.6  與平麵和空間打交道的計算幾何   
3.6.1  計算幾何基礎   
3.6.2  極限情況   
3.6.3  平麵掃描   
3.6.4  凸包   
3.6.5  數值積分   
3.7  一起來挑戰GCJ的題目(2)   
3.7.1  Numbers   
3.7.2  No Cheating   
3.7.3  Stock Charts   
3.7.4  Watering Plants   
3.7.5  Number Sets   
3.7.6  Wi-fi Towers    
第4章 登峰造極--高級篇   
4.1  更加復雜的數學問題   
4.1.1  矩陣   
4.1.2  模運算的世界   
4.1.3  計數   
4.1.4  具有對稱性的計數   
4.2  找齣遊戲的必勝策略   
4.2.1  遊戲與必勝策略   
4.2.2  Nim   
4.2.3  Grundy數   
4.3  成為圖論大師之路   
4.3.1  強連通分量分解   
4.3.2  2-SAT   
4.3.3  LCA   
4.4  常用技巧精選(二)   
4.4.1  棧的運用   
4.4.2  雙端隊列的運用   
4.4.3  倍增法   
4.5  開動腦筋智慧搜索   
4.5.1  剪枝   
4.5.2  A*與IDA*   
4.6  劃分、解決、閤並:分治法   
4.6.1  數列上的分治法   
4.6.2  樹上的分治法   
4.6.3  平麵上的分治法   
4.7  華麗地處理字符串   
4.7.1  字符串上的動態規劃算法   
4.7.2  字符串匹配   
4.7.3  後綴數組   
4.8  一起來挑戰GCJ的題目(3)   
4.8.1  Mine Layer   
4.8.2  Year of More Code Jam   
4.8.3  Football Team   
4.8.4  Endless Knight   
4.8.5  The Year of Code Jam   
本書中未涉及的拓展主題   
書中例題列錶   
參考文獻      
精彩書摘
       2.5.5 最小生成樹 
    給定一個無嚮圖,如果它的某個子圖中任意兩個頂點都互相連通並且是一棵樹,那麼這棵樹就叫做生成樹(Spanning Tree)。如果邊上有權值,那麼使得邊權和最小的生成樹叫做最小生成樹(MST,Minimum Spanning Tree)。 
    例如我們假設有這樣一個圖:把頂點看作村莊,邊看作計劃要修建的道路。為瞭在所有的村莊間通行,恰好修建村莊數目—1條道路時的情形就對應瞭一棵生成樹。修建道路需要投入建設費,那麼求解使得道路建設費用最小的生成樹就是最小生成樹問題。 
    常見的求解最小生成樹的算法有Kruskal算法和Prim算法。很顯然,生成樹是否存在和圖是否連通是等價的,因此我們假定圖是連通的。 
    1.最小生成樹問題1(PrIm算法) 
    首先我們介紹Prim算法。Prim算法和Dijkstra算法十分相似,都是從某個頂點齣發,不斷添加邊的算法。 
    首先,我們假設有一棵隻包含一個頂點v的樹T。然後貪心地選取T和其他頂點之間相連的最小權值的邊,並把它加到T中。不斷進行這個操作,就可以得到一棵生成樹瞭。接下來我們來證明通過這個方法得到的生成樹就是最小生成樹。       
前言/序言
     如今,形形色色的程序設計競賽層齣不窮,聽說過Google Code Jam、TopCoder、ACM-ICPC的讀者恐怕不在少數。本書要介紹的正是這類以在規定時間內、又快又準地解決盡可能多的題目為目標的程序設計競賽。 
  程序設計競賽內涵豐富,即便是經驗老道的程序員,要想在比賽中取得好成績也絕非易事。要在程序設計競賽中取勝,不僅需要運用靈活的想象和豐富的知識得齣正確的算法,還需要一氣嗬成地實現並調試通過。 
  另一方麵,程序設計競賽對新手而言亦非遙不可及。為瞭讓更多的參賽選手體會到比賽的樂趣,大多數比賽都會準備若乾麵嚮初學者的題目。另外,即便未能在比賽中取得好成績,通過比賽,也能夠使自己的能力得到有效的鍛煉。最重要的是,大傢能夠享受到激烈的比賽帶來的樂趣。 
  本書的作者們參加過眾多程序設計競賽,在平時的練習和學習中,也獲得瞭各種各樣的知識與技巧,本書將這些知識技巧總結成冊,主要介紹算法及其在相關問題中的應用。本書依照由易及難的順序對問題進行講解,章節的編排也參考瞭主題的難易程度及其相互的聯係,內容較多的主題則按難易程度劃分為多個子主題分彆介紹。各個主題由算法介紹和例題講解穿插而成。 
  隻要是具有編程基礎知識的讀者,均適閤閱讀本書。書中的源代碼均用C++實現,不過隻用到瞭其基本功能,所以即便讀者不熟悉C++也不影響閱讀。 
  【關於再版】 
  令人驚喜的是,本書的第1版受到瞭廣大讀者的高度評價,在此錶示感謝。特彆是一些並不熱衷於程序設計競賽的讀者也購買瞭本書。這是因為通過本書不僅可以學到算法,更能學到其設計和運用的思想。這正是本書劃時代的亮點。 
  本書第2版追加瞭計算幾何、搜索減枝、分治法和字符串相關算法4個主題。此外還追加瞭方便讀者加深理解的練習題,並為學有餘力的讀者列齣瞭書中未涉及的拓展主題,進一步豐富瞭本書內容。     
				
 
				
				
					《代碼的藝術:從像素到算法的奇妙旅程》  在數字世界的光影交織中,隱藏著無數由邏輯與創意構築的奇跡。它們驅動著我們日常使用的應用程序,支撐著我們暢遊的互聯網,甚至塑造著我們探索未知宇宙的科學前沿。《代碼的藝術:從像素到算法的奇妙旅程》並非一本教授具體編程語言語法的教科書,也不是一本枯燥的算法理論大全。相反,它是一扇通往理解計算機思維方式的窗口,一次深入探索“如何讓計算機思考”的旅程,一次揭示那些看似“聰明”的軟件背後深層原理的深度剖析。  這本書旨在激發你對計算機科學的興趣,引導你超越錶麵的“調用函數”和“編寫腳本”,去感受代碼背後的思想深度和解決問題的巧妙智慧。我們將從最基礎的“指令”開始,如同孩童學習字母,但這裏的字母並非咿呀學語,而是二進製的0和1,它們組閤起來,構成瞭計算機能夠理解的語言。我們將一同探索,這些看似簡單的指令,是如何層層疊加,最終演變成我們今天所見的復雜而強大的軟件係統。  第一部分:思維的基石——指令的構建與邏輯的舞蹈  在這一部分,我們將一同深入瞭解計算機如何執行指令。這並非關於匯編語言的晦澀難懂,而是關於指令集架構(ISA)的根本思想:計算機的核心是如何理解和響應我們賦予它的任務的?我們將探討指令的類型,如數據傳輸、算術運算、邏輯判斷和流程控製,理解它們在程序執行中的作用。例如,一個簡單的“加法”指令,在計算機內部是如何實現的?它涉及到哪些邏輯門電路的協同工作?我們將從宏觀層麵理解指令的抽象,然後逐步深入到微觀的執行過程,幫助讀者建立起計算機執行任務的直觀感受。  接著,我們將聚焦於“邏輯”——這正是計算機思維的核心。我們將探討布爾邏輯,理解AND、OR、NOT等基本邏輯運算如何構成復雜的決策機製。但更重要的是,我們將看到這些邏輯如何通過“條件語句”(if-then-else)和“循環語句”(for, while)等程序結構,被編織成能夠處理現實世界復雜問題的“算法”。我們會用生動的例子,比如如何設計一個簡單的撲剋牌洗牌算法,或者一個自動分類郵件的邏輯,來展現邏輯在程序設計中的強大力量。這不是關於死記硬背算法的定義,而是關於如何運用邏輯思維去分析問題,並將其轉化為計算機可執行的步驟。  第二部分:數據的世界——存儲、組織與高效利用  程序的核心在於處理數據。本部分將帶你領略數據在計算機中的奇妙旅程。我們將從最基礎的數據類型(整數、浮點數、字符等)齣發,理解它們在內存中是如何被錶示和存儲的。隨後,我們將進入數據結構的殿堂,學習如何有效地組織和管理數據,使其能夠被快速訪問和修改。  你將瞭解到,為何一個簡單的數組(Array)在某些場景下錶現齣色,而在另一些場景下卻顯得力不從心。我們將探索鏈錶(Linked List),理解它在動態數據管理中的靈活性。你還會接觸到棧(Stack)和隊列(Queue)這些具有特定訪問規則的數據結構,並看到它們在解決實際問題(如函數調用棧、任務調度)中的應用。  更深入地,我們將探討樹(Tree)和圖(Graph)這些更復雜但功能強大的數據結構。我們會用形象的比喻,比如傢族樹來解釋樹結構的層級關係,用社交網絡來描繪圖結構的節點和連接。理解這些數據結構的內在聯係,將使你能夠以更高效的方式存儲和檢索信息,為解決更復雜的問題奠定基礎。例如,在一個大型電商網站中,如何用圖結構來存儲商品之間的關聯,以便進行“猜你喜歡”的推薦?這些都是我們將要探索的內容。  第三部分:算法的智慧——優化、設計與問題求解的藝術  一旦數據被閤理組織,算法就成為瞭發揮其價值的關鍵。本部分將深入探討算法的設計與優化,讓你領略解決問題時的“優雅”與“高效”。我們將不拘泥於具體的算法名稱,而是專注於算法的思想和策略。  你將瞭解到,為何有些算法在處理大量數據時速度驚人,而有些則會變得不堪重負。我們會探討“分治”(Divide and Conquer)的思想,比如如何將一個巨大的問題分解成若乾個小的、易於解決的子問題,然後將它們的解組閤起來。你還會看到“貪心算法”(Greedy Algorithms)的魅力,它們在每一步都做齣局部最優的選擇,有時也能導嚮全局最優解。  搜索算法(Search Algorithms)和排序算法(Sorting Algorithms)是算法世界的基石。我們將從最直觀的綫性搜索和冒泡排序開始,逐步介紹二分搜索、快速排序、歸並排序等更高效的方法。但關鍵在於理解它們背後的原理:為什麼二分搜索需要有序的數據?為什麼快速排序在大多數情況下比冒泡排序快得多?我們將通過可視化的講解和實際的類比,讓你深刻理解算法的時間復雜度和空間復雜度,從而學會如何根據問題規模選擇最閤適的算法。  我們還將觸及圖算法的強大之處,例如最短路徑算法(如Dijkstra算法)如何幫助我們找到兩個城市之間的最短駕車路綫,最小生成樹算法(如Prim算法或Kruskal算法)如何在構建網絡時達到成本最小化。這些算法不僅僅是理論的堆砌,而是解決現實世界問題的強大工具。  第四部分:軟件的架構——組織、協作與可維護性  代碼的藝術不僅僅在於解決單個問題,更在於構建一個能夠長期運行、易於理解和擴展的軟件係統。本部分將引導你思考軟件的整體架構和組織方式。  我們將探討模塊化(Modularity)的思想,理解為何將龐大的程序分解成獨立、可復用的模塊是如此重要。你將學習到“接口”(Interface)和“抽象”(Abstraction)的概念,它們是如何幫助我們隱藏實現的細節,專注於功能的實現。  我們將討論麵嚮對象編程(Object-Oriented Programming, OOP)的基本原則,比如封裝(Encapsulation)、繼承(Inheritance)和多態(Polymorphism)。這些概念並非為瞭學習一門特定的編程範式,而是為瞭理解如何通過更具結構化的方式來組織代碼,使其更易於管理和維護。例如,為何在設計一個遊戲時,將“角色”、“道具”、“場景”等概念抽象成類(Class)會比雜亂無章的代碼更有效?  我們還會觸及一些軟件工程的基本原則,例如代碼的可讀性、文檔的重要性以及版本控製(Version Control)的必要性。理解這些,能夠幫助你更好地參與到團隊協作中,構建齣健壯、可擴展的軟件。  第五部分:代碼的未來——並行、並發與智能的可能性  隨著計算能力的飛速發展,我們正進入一個多核處理器和分布式係統的時代。本部分將展望代碼的未來,探索如何利用並行和並發來提升程序的性能。  你將瞭解到,為何在多核處理器上,簡單地復製代碼並不能帶來成倍的性能提升。我們將介紹綫程(Thread)和進程(Process)的概念,理解它們在執行並行任務中的作用。你還會接觸到並發編程中的挑戰,比如如何處理多個任務同時訪問共享數據時可能齣現的“競態條件”(Race Condition),以及如何使用鎖(Lock)和其他同步機製來保證數據的正確性。  我們還將觸及一些更前沿的概念,比如函數式編程(Functional Programming)的思想,它如何通過不可變數據和純函數來簡化並發程序的編寫。最後,我們將簡要探討人工智能(AI)和機器學習(ML)的底層邏輯,理解它們是如何通過大量的數據和復雜的算法來模擬人類的智能,並為未來的軟件開發帶來無限可能。  結語:不止於代碼,更在於思維  《代碼的藝術:從像素到算法的奇妙旅程》並非一本讓你成為編程大師的速成指南,也不是一本告訴你如何寫齣“炫酷”程序的秘籍。它更像是一次引人入勝的思維訓練,一次對計算機科學核心思想的深度探索。通過本書,你將學會如何用一種全新的視角去審視我們周圍的數字世界,理解那些驅動著現代文明的“看不見的手”。  這本書的價值在於,它能夠幫助你培養一種解決問題的能力,一種將復雜現實轉化為清晰邏輯步驟的能力,一種用嚴謹思維去構建解決方案的能力。無論你未來是否會成為一名程序員,這種思維方式都將是你寶貴的財富,幫助你在任何領域都能遊刃有餘。準備好踏上這段奇妙的旅程瞭嗎?讓我們一起,用代碼的藝術,去探索無限的可能。