挑战程序设计竞赛2 算法和数据结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 渡部有隆 著，支鹏浩 译

图书标签:

• 算法
• 数据结构
• 程序设计竞赛
• 挑战程序设计
• ACM
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• C++
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• 动态规划
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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115431615

版次：1

商品编码：11983939

包装：平装

丛书名： 图灵程序设计丛书

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：404

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

1.畅销书《挑战程序设计竞赛》第2弹！

2.网罗算法和数据结构的关键知识点！

3.系统学习基础知识——适合初学者的入门书
　有效运用在线评测——适合挑战者的参考书

4.全书练习均可借助在线评测系统（AIZU ONLINE JUDGE）
　与竞赛相同的自动审查系统，有效检测Bug和算法效率
　大量习题及往年真题，体验各类题型、总结答题技巧
　与世界各地选手相互切磋、共同成长

5.入门、挑战、进阶，享受收集算法的乐趣！

内容简介

本书分为准备篇、基础篇和应用篇三大部分，借助在线评测系统Aizu Online Judge以及大量例题，详细讲解了算法与复杂度、初等和高等排序、搜索、递归和分治法、动态规划法、二叉搜索树、堆、图、计算几何学、数论等与程序设计竞赛相关的算法和数据结构，既可以作为挑战程序设计竞赛的参考书，也可以用来引导初学者系统学习算法和数据结构的基础知识。本书适合所有程序设计人员、程序设计竞赛爱好者以及高校计算机专业师生阅读。

作者简介

渡部有隆（作者）
出生于1979年，计算机理工学博士。会津大学计算机理工学部信息系统学部门副教授。专业领域为可视化编程语言。AIZU ONLINE JUDGE开发者。

Ozy（审校）
本名冈田佑一，出生于日本大阪的短码高手。他花费相当长的时间提升短码编程技术，进而将其发展成一种技能，曾获得程序设计大赛的冠军。他开办过程序设计方面的培训班，目前致力于数学教育和程序设计师的培养工作。曾著有《短码之美：变成达人的心得技法》（人民邮电出版社）。

秋叶拓哉（审校）
2011年考入东京大学研究生院。以iwi的昵称活跃在程序设计竞赛中。TopCoder评级好成绩为世界第四（2013年）。《挑战程序设计竞赛（第2版）》（人民邮电出版社）作者之一。

目录

目录

第1部分　[准备篇]攻克程序设计竞赛的学习方法 1
第1章　有效运用在线评测系统 3
1．1　攻克程序设计竞赛的学习方法 3
1．2　什么是在线评测 7
1．3　用户注册 9
1．4　浏览问题 10
1．5　解答问题 12
1．6　个人页面 18
1．7　如何运用本书 19
第2部分　[基础篇]为程序设计竞赛做准备的算法与数据结构 21
第2章　算法与复杂度 23
2．1　算法是什么 23
2．2　问题与算法示例 23
2．3　伪代码 25
2．4　算法的效率 26
2．5　入门问题 28
第3章　初等排序 33
3．1　挑战问题之前——排序 33
3．2　插入排序法 35
3．3　冒泡排序法 40
3．4　选择排序法 44
3．5　稳定排序 48
3．6　希尔排序法 52
第4章　数据结构 57
4．1　挑战问题之前——什么是数据结构 57
4．2　栈 59
4．3　队列 64
4．4　链表 70
4．5　标准库的数据结构 77
4．6　数据结构的应用——计算面积 86
第5章　搜索 89
5．1　挑战问题之前——搜索 89
5．2　线性搜索 91
5．3　二分搜索 94
5．4　散列法 98
5．5　借助标准库搜索 102
5．6　搜索的应用——计算最优解 106
第6章　递归和分治法 109
6．1　挑战问题之前——递归与分治 109
6．2　穷举搜索 111
6．3　科赫曲线 114
第7章　高等排序 119
7．1　归并排序 120
7．2　分割 125
7．3　快速排序 129
7．4　计数排序 133
7．5　利用标准库排序 137
7．6　逆序数 139
7．7　最小成本排序 143
第8章　树 147
8．1　挑战问题之前——树结构 148
8．2　有根树的表达 150
8．3　二叉树的表达 154
8．4　树的遍历 159
8．5　树遍历的应用——树的重建 163
第9章　二叉搜索树 167
9．1　挑战问题之前——二叉搜索树 168
9．2　二叉搜索树——插入 169
9．3　二叉搜索树——搜索 174
9．4　二叉搜索树——删除 177
9．5　通过标准库管理集合 182
第10章　堆 189
10．1　挑战问题之前——堆 190
10．2　完全二叉树 191
10．3　最大/最小堆 193
10．4　优先级队列 197
10．5　通过标准库实现优先级队列 201
第11章　动态规划法 203
11．1　挑战问题之前——动态规划法的概念 203
11．2　斐波那契数列 204
11．3　最长公共子序列 208
11．4　矩阵链乘法 211
第12章　图 217
12．1　挑战问题之前——图 218
12．2　图的表示 221
12．3　深度优先搜索 224
12．4　广度优先搜索 232
12．5　连通分量 237
第13章　加权图 241
13．1　挑战问题之前——加权图 242
13．2　最小生成树 244
13．3　单源最短路径 249
第3部分　[应用篇]程序设计竞赛的必备程序库 261
第14章　高等数据结构 263
14．1　互质的集合 264
14．2　范围搜索 269
14．3　其他问题 278
第15章　高等图算法 279
15．1　所有点对间最短路径 280
15．2　拓扑排序 284
15．3　关节点 290
15．4　树的直径 295
15．5　最小生成树 299
15．6　其他问题 303
第16章　计算几何学 305
16．1　几何对象的基本元素与表现 306
16．2　直线的正交/平行判定 312
16．3　投影 314
16．4　映象 316
16．5　距离 317
16．6　逆时针方向 321
16．7　判断线段相交 324
16．8　线段的交点 326
16．9　圆与直线的交点 328
16．10　圆与圆的交点 331
16．11　点的内包 333
16．12　凸包 335
16．13　线段相交问题 339
16．14　其他问题 343
第17章　动态规划法 345
17．1　硬币问题 346
17．2　背包问题 349
17．3　最长递增子序列 353
17．4　最大正方形 357
17．5　最大长方形 360
17．6　其他问题 364
第18章　数论 367
18．1　质数检验 368
18．2　最大公约数 372
18．3　幂乘 376
18．4　其他问题 378
第19章　启发式搜索 381
19．1　八皇后问题 382
19．2　九宫格拼图 386
19．3　十六格拼图 391
附录 399
通过本书可以获得的技能 400
挑战以往的程序设计竞赛真题！ 402
参考文献 404

《算法谜题：数据结构与逻辑的奇趣探险》 简介 在信息技术飞速发展的今天，算法和数据结构如同支撑起一座座数字摩天大楼的基石，它们不仅是计算机科学的精髓，更是解决现实世界复杂问题的强大武器。然而，对于许多渴望精进技术的开发者、钻研学术的研究者，以及对逻辑思维充满好奇的探索者而言，如何真正掌握这些核心概念，并将其灵活运用于实战，往往是一个充满挑战的旅程。 《算法谜题：数据结构与逻辑的奇趣探险》正是这样一本应运而生的著作，它并非一本枯燥乏味的理论教科书，而是一次充满智慧火花的奇趣探险。本书以一种独特而引人入胜的方式，将深奥的算法与数据结构概念，巧妙地融入一系列精心设计的“谜题”之中。这些谜题源于真实世界中的应用场景，从高效的信息检索、路径规划，到智能的数据分析、模式识别，每一个都蕴含着算法与数据结构的应用精髓。 本书的目标是带领读者，在解谜的乐趣中，潜移默化地理解各种算法的原理、数据结构的特性，以及它们在解决实际问题时的强大威力。我们坚信，学习不应是单向的灌输，而应是双向的互动与探索。因此，我们摒弃了传统的章节式理论讲解，转而采用“问题驱动”的学习模式。读者将首先面对一个挑战，这个挑战可能是一个看似棘手的问题，一个等待优化的流程，或者是一个需要高效存储和访问的数据集合。而解决这个挑战的关键，正是隐藏在背后的算法与数据结构。 内容预览 本书的篇章设计，紧密围绕着对核心算法与数据结构主题的深入剖析，但其呈现方式则别具匠心： 第一部分：数据结构——信息的组织之道 “迷宫的守卫者”：栈与队列的奥秘 想象一下，你置身于一个巨大的、充满分支的迷宫，需要找到出口。如何在有限的记忆空间里，高效地记录下你走过的路径，并能在需要时回溯？“迷宫的守卫者”谜题将带领你领略栈（LIFO）后进先出和队列（FIFO）先进先出的独特魅力。你将学习如何利用栈来处理递归调用、表达式求值，以及实现深度优先搜索（DFS）等经典的算法。而队列，则会在模拟排队系统、广度优先搜索（BFS）中展现其不可或缺的作用。本书将通过一系列图形化示例，让你直观理解其工作原理，并提供实际的代码实现，让你能够亲手构建并测试这些基本但强大的数据结构。 “连接的艺术”：链表与数组的变奏 在管理一系列相互关联的数据时，是使用连续的内存空间，还是灵活的指针连接？“连接的艺术”将深入探讨数组的优势与局限，以及链表的动态扩展能力。你将学习单向链表、双向链表，甚至循环链表的各种操作，如插入、删除、查找，并理解它们在内存分配和访问效率上的权衡。通过模拟音乐播放列表的管理、任务调度器的实现等场景，你将体会链表在需要频繁插入删除时的优雅。 “有序的宇宙”：树与图的层次与关系 现实世界充满了层级结构和复杂的关系网。从文件系统的目录结构，到社交网络中的人际关系，再到生物体的进化树，树和图是描述这些结构的最自然的方式。“有序的宇宙”将带你走进二叉查找树（BST）、平衡树（如AVL树、红黑树）的世界，理解它们如何实现高效的查找、插入和删除操作，并解决如查找重复元素、范围查询等问题。随后，你将探索图的奥秘，学习有向图和无向图的表示方法（邻接矩阵、邻接表），以及如何解决“最短路径问题”（如Dijkstra算法）、“最小生成树问题”（如Prim算法、Kruskal算法）等经典图论难题。 “高效的仓库”：哈希表与集合的快速访问 当数据量庞大，且需要极快的查找速度时，我们该如何设计一个“高效的仓库”？哈希表，以其近乎常数时间的平均查找复杂度，成为解决这类问题的利器。“高效的仓库”谜题将揭示哈希函数的设计原则、冲突解决方法（如链地址法、开放寻址法），以及如何构建一个能够快速存储和检索海量数据的哈希表。你还将学习集合（Set）这种数据结构，它如何利用哈希表来存储不重复的元素，并高效地执行成员检测、并集、交集等操作，这在数据去重、版权验证等场景中至关重要。 第二部分：算法——解决问题的策略 “搜索的智慧”：从线性到二分的寻路 在茫茫数据海洋中，如何快速找到目标？“搜索的智慧”将从最基础的线性搜索入手，引出其效率瓶颈，然后深入到二分搜索（Binary Search）的精妙设计。你将理解二分搜索对有序数据的强大依赖，并学习其在查找特定值、确定插入位置等场景的应用。通过模拟在一个巨大通讯录中查找联系人，或者在一个有序列表中找到第一个大于某个值的元素，你将深刻体会算法效率的巨大差异。 “排序的艺术”：从冒泡到快速的效率革命 将无序的数据整理成有序的状态，是许多算法的基础。“排序的艺术”将带你领略各种排序算法的魅力，从直观但效率较低的冒泡排序、选择排序、插入排序，到更高效的归并排序、堆排序，再到经典的快速排序。本书将详细解析每种算法的工作原理、时间复杂度与空间复杂度，并通过实际案例，如学生成绩排名、文件按日期排序等，让你理解何时选择哪种排序算法最为恰当，并认识到“分而治之”策略在算法设计中的力量。 “动态规划的思辨”：化繁为简的递推之道 面对一些具有重叠子问题和最优子结构性质的问题时，如何避免重复计算，找到最优解？“动态规划的思辨”将是本书的亮点之一。你将学习如何将复杂问题分解为规模更小的子问题，并通过构建状态转移方程，利用备忘录（Memoization）或递推（Tabulation）的方式，自底向上或自顶向下地求解。从经典的“斐波那契数列”、“背包问题”，到“最长公共子序列”、“编辑距离”，本书将引导你一步步掌握动态规划的思维模式，让你能够解决一系列看似困难的最优化问题。 “贪心算法的直觉”：局部最优与全局最优的权衡 在某些情况下，每一步都做出当前看起来最优的选择，最终也能达到全局最优。“贪心算法的直觉”将介绍贪心算法的核心思想，并通过“活动选择问题”、“最小生成树问题”（Prim、Kruskal算法的贪心证明）、“找零钱问题”等经典案例，让你理解贪心算法的应用范围和局限性。你将学会如何识别问题的贪心性质，并设计出简洁而高效的贪心策略。 “图论的探索”：从遍历到优化的路径 继“有序的宇宙”中对图的初步认识，本部分将深入图算法的世界。“图论的探索”将带你掌握深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在图中的应用，如查找连通分量、判断图的连通性等。你将学习如何使用Dijkstra算法解决单源最短路径问题，以及Bellman-Ford算法处理存在负权边的情况。此外，你还将探索拓扑排序在有向无环图（DAG）中的应用，例如任务依赖关系的调度。 第三部分：综合应用与进阶 “字符串的魔法”：模式匹配与编码解密 在文本处理、数据压缩、生物信息学等领域，字符串扮演着至关重要的角色。“字符串的魔法”将介绍KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法等高效的字符串匹配算法，让你能够快速查找一个模式串在文本串中的出现位置。你还将了解Trie（字典树）在字符串前缀搜索中的应用，以及如何利用哈希技术进行字符串的校验和查找。 “高级数据结构与算法的碰撞”：从堆到B树 本书还将触及更高级的数据结构，如优先队列（Priority Queue）及其基于堆的实现，它在任务调度、图算法中的应用。你还将初步了解B树及其变种（如B+树），它们是如何在磁盘等外部存储介质上实现高效的数据检索，这对于数据库和文件系统至关重要。 “算法设计思维的培养”：从“如何开始”到“如何优化” 本书的最终目标，不仅仅是教会读者具体的算法和数据结构，更是培养一种解决问题的思维模式。在各个章节中，我们都会强调“如何分析问题”、“如何选择合适的数据结构”、“如何设计算法”、“如何分析算法效率”以及“如何进行优化”等关键步骤。我们将引导读者学会从问题的本质出发，而不是被现有的算法束缚，从而能够独立地设计出更优的解决方案。 本书特色 谜题驱动： 每个概念都通过一个引人入胜的“谜题”引入，激发读者的好奇心和解决问题的欲望。 情境化学习： 谜题的设计贴近实际应用场景，让读者理解算法与数据结构为何重要，以及它们能解决什么样的问题。 循序渐进： 从基础概念到高级应用，难度逐步提升，适合不同水平的读者。 代码实战： 提供清晰、可运行的代码示例，帮助读者将理论转化为实践。 思维导图： 章节中穿插思维导图和总结，帮助读者梳理知识脉络。 避免枯燥： 以生动有趣的语言和比喻，将抽象的概念形象化，让学习过程充满乐趣。 目标读者 计算机科学与技术专业的学生： 巩固和深化算法与数据结构知识，为后续课程和项目打下坚实基础。 软件开发者： 提升编程技能，掌握更高效的算法和数据结构，编写更优化的代码，解决实际开发中的难题。 准备技术面试的求职者： 系统性地复习算法和数据结构知识，提升在面试中的竞争力。 对算法和逻辑思维感兴趣的读者： 拓展思维方式，体验解决问题的乐趣，培养严谨的逻辑分析能力。 《算法谜题：数据结构与逻辑的奇趣探险》是一次将严谨的计算机科学理论与探索未知世界的乐趣完美结合的旅程。我们相信，通过这本书，您将不仅仅是学会算法和数据结构，更能培养出一颗善于分析、勇于探索、精于解决问题的智慧之心。现在，就让我们一同踏上这场智力与乐趣并存的探险吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是改变了我对算法理解的敲门砖！虽然我不是科班出身，但接触过一些基础的编程，总觉得很多问题卡在“如何更高效地解决”这个瓶颈。以前看其他书，总是概念一大堆，光是理解那些抽象的定义就花了半天。这本书的厉害之处在于，它不是上来就给你灌输理论，而是通过一系列精心设计的“挑战”，让你在解决问题的过程中，自然而然地去学习和掌握相关的算法和数据结构。 我记得最清楚的是关于图论那一章，之前我一直对最短路径、最小生成树之类的概念模模糊糊，总觉得离自己很远。但这本书里，它没有直接讲Dijkstra或者Prim算法，而是先抛出了一个“城市交通规划”的问题，让你去思考如何才能用最少的代价连接所有城市。然后，在解决这个问题的过程中，它巧妙地引入了并查集和Kruskal算法，并详细解释了它们为什么能高效地解决这个问题。这种“先有问题，后有解决方案”的学习方式，让我觉得特别接地气，而且印象深刻。每次遇到新的题目，我脑子里就会回想起书中的那些“挑战”，试着套用学到的思路去解决，感觉自己真的像个侦探一样，一步步解开谜题。而且，书中不仅讲了怎么做，还经常会讨论不同算法的优缺点，以及在什么情况下选择哪种算法更合适，这让我对算法的理解更加深入和全面，而不是死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，这本书就像是打开了一扇通往更高阶编程世界的大门。在读这本书之前，我总觉得自己的代码能力就那样了，遇到稍微复杂一点的题目就束手无策。这本书的出现，彻底改变了我的看法。它不是那种泛泛而谈的理论书籍，而是把大量精炼且实用的算法和数据结构知识，通过一系列精心设计的竞赛题目展现出来。每个题目都像一个小型挑战，你需要运用书中讲解的算法和数据结构才能攻克。 我特别喜欢它对动态规划部分的讲解。以前我一听“动态规划”就头疼，觉得这东西太绕了，很难理解。但是这本书，它没有上来就给你一堆递推公式，而是通过一些非常直观的例子，比如“爬楼梯”或者“背包问题”，让你一步步理解状态转移方程是怎么来的。它会告诉你，为什么需要定义这样的状态，以及如何从小的子问题推导出大问题的解。这种循序渐进的教学方式，让我茅塞顿开，感觉自己终于抓住了动态规划的核心。而且，书中对题目的分析非常透彻，不仅给出了最优解，还会分析其他可能的解法以及它们的效率差异，这让我不仅学会了“怎么做”，更学会了“为什么这么做”。这对于提升我的编程思维和解决问题的能力，起到了至关重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

从一个已经参加过几次编程竞赛的过来人的角度看，这本书简直是必备的“圣经”。我之前在比赛中吃了不少亏，主要是因为在算法和数据结构的掌握上不够扎实，遇到一些常见的题型，总会卡壳或者想到效率很低的解法。这本书恰好弥补了我的这些短板。它不像一些教材那样，只是罗列概念和公式，而是把它们融入到真实的竞赛场景中。 让我印象特别深刻的是关于字符串匹配的那几章。在比赛中，字符串问题很常见，但很多时候我只会用最简单粗暴的暴力匹配，效率低得可怜。这本书里，它详细讲解了KMP算法，并且通过一个“文本编辑器查找功能”的类比，把这个算法的原理讲得非常清楚。它不仅解释了为什么KMP的预处理（next数组）能大大提升匹配效率，还一步步教你如何构建这个next数组。我当时花了点时间去理解，但一旦理解了，做起字符串匹配的题目就顺畅多了。而且，它还介绍了后缀数组和后缀树等更高级的字符串处理技巧，虽然这些一开始看起来有点难度，但书中提供的清晰讲解和典型例题，让我觉得是可以掌握的。总的来说，这本书的选题非常贴合实际竞赛需求，而且讲解的深度和广度都恰到好处，绝对是提升比赛实力的不二之选。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚开始拿到这本书的时候，我还有点担心自己能不能啃得动。毕竟“算法和数据结构”这个话题听起来就挺硬核的。但翻开第一页，我就被它那种独特的讲解风格吸引了。它不是那种学院派的教科书，上来就告诉你这是什么、那是什么，而是通过一系列精心设计的“问题”来引出相关的概念。 我尤其喜欢它处理树结构那一章节的方式。在之前的学习中，我对于二叉树、平衡树之类的概念，总是感觉模模糊糊的，不知道它们在实际应用中有何意义。这本书，它没有直接讲AVL树或者红黑树，而是先抛出了一个“文件系统目录结构”的问题，让你思考如何高效地存储和查找文件。然后，它自然而然地引出了二叉搜索树的概念，并解释了为什么它能加速查找。更棒的是，它还进一步讲解了如何通过平衡树来解决二叉搜索树在极端情况下性能退化的问题。这种“问题驱动”的学习模式，让我觉得每一页的知识都是有用的，都是为了解决某个实际问题的。而且，它还提供了很多不同难度的例题，让我可以在学完理论后立刻上手练习，巩固所学。这种实践与理论相结合的方式，极大地提升了我的学习兴趣和效率。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对计算机科学充满好奇心的学习者，我一直渴望能够深入理解算法和数据结构的奥秘。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我踏上了这场令人兴奋的探索之旅。它不是那种枯燥乏味的理论堆砌，而是通过一个个引人入胜的“挑战”，将抽象的算法概念变得生动有趣。 我特别赞赏它在讲解递归和分治算法时的方式。以往我接触到的递归，总觉得像是在一个无底洞里打转，很难把握。但这本书，它用“汉诺塔”这样一个经典的例子，从最简单的场景开始，一步步引导我理解递归的本质——问题的自相似性和分解。然后，它又巧妙地引入了分治法的思想，比如快速排序和归并排序。通过清晰的图示和逐步的推导，我不仅理解了这些排序算法的执行过程，更重要的是，我体会到了如何将一个复杂的问题分解成更小的、易于解决的子问题，然后再将子问题的解合并起来，从而得到整个问题的解。这种思维方式，让我觉得编程不仅仅是写代码，更是一种解决问题的艺术。

评分☆☆☆☆☆

挺好的挺好的 挺好的 挺好的

评分☆☆☆☆☆

iPhone就是要不要那个来了？跟着我的节奏一起买妃子笑

评分☆☆☆☆☆

正版，内容不错

评分☆☆☆☆☆

紫薯布丁紫薯布丁紫薯布丁

评分☆☆☆☆☆

可以。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

看了之后，很多东西茅塞顿开

评分☆☆☆☆☆

内容覆盖，很全面，又可以愉快的看书了

评分☆☆☆☆☆

挺好的，老师推荐的

评分☆☆☆☆☆

双十一期间买的 送货很快 书包装完整 慢慢看吧