算法設計指南（第2版）/清華計算機圖書譯叢 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Steven S.Skiena 著，謝勰 譯

圖書標籤:

• 算法
• 數據結構
• 算法設計
• 清華大學齣版社
• 計算機科學
• 編程
• 算法分析
• 計算幾何
• 圖論
• 經典教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302457343

版次：2

商品編碼：12119479

包裝：平裝

叢書名： 清華計算機圖書譯叢

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：363

字數：574000

正文語種：中文

編輯推薦

（1）由算法領域的知名專傢Steven Skiena教授編寫。
（2）“設計”是本書的核心，作者不但以生動有趣的語言講授瞭算法設計中的常用技術與思想，還著重教導我們應從已有經典設計和實現中汲取力量來完成問題求解，而這正是一個優秀算法工作者所必備的素養。
（3）為瞭更全麵真實地展現作者的算法設計觀，本書每章都給齣瞭若乾取自現實案例的精彩War Story，讀者可以從中深刻體驗到優秀算法設計的麯摺曆程。
（4）本書配套網站包含大量算法設計資源以及作者本人的授課視頻，為算法設計者提供瞭極大的便利。
（5）本書英文版長期占據算法設計領域暢銷書的銷售前列，是一本不可多得的“算法設計指南”，它不僅能作為計算機相關專業算法課程的教材，對於相關領域從業人員亦是極具價值的參考書。

內容簡介

本書由算法領域的知名專傢Steven Skiena教授編寫，其主要內容包括基本算法設計、算法分析、數據結構、排序與查找、圖算法、動態規劃以及難解問題與近似算法。
“設計”是本書的核心，作者不但以生動有趣的語言講授瞭算法設計中的常用技術與思想，還著重教導我們應從已有經典設計和實現中汲取力量來完成問題求解，而這正是一個優秀算法工作者所必備的素養。為瞭更全麵真實地展現作者的算法設計觀，本書每章都給齣瞭若乾取自現實案例的精彩War Story，讀者可以從中深刻體驗到優秀算法設計的麯摺曆程。為瞭減輕閱讀的難度，作者淡化瞭繁難的算法分析而僅僅給齣性能結論與對比，這在同類算法書中是相當少見的。此外，本書配套網站包含大量算法設計資源以及作者本人的授課視頻，為算法設計者提供瞭極大的便利。
本書長期居於算法暢銷教材前列，是一本不可多得的“算法設計指南”，它不僅能作為計算機相關專業算法課程的教材，對於相關領域從業人員亦是極具價值的參考書。

目錄

捲I 實用算法設計
第1章算法設計導引. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 機器人巡遊優化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 閤理挑選工作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 關於正確性的推理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4 建立問題的模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.5 關於War Story . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6 War Story: 通靈者的模型建立. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7 習題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
第2章算法分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1 RAM計算模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 大O記號. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3 增長量級與強弱關係. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4 以大O來推演公式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.5 關於效率的推理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6 對數及其應用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.7 對數的特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.8 War Story: 錐體之秘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.9 高等分析(.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.10 習題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
第3章數據結構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1 緊接數據結構與鏈接數據結構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2 棧與隊列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3 字典. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.4 二叉查找樹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.5 優先級隊列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.6 War Story: 剝離三角剖分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.7 散列與字符串. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.8 專用數據結構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.9 War Story: 把它們串起來. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.10 習題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
X 目錄
第4章排序與查找. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.1 排序的應用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.2 排序的範式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3 堆排序: 藉助數據結構而得的最優排序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.4 War Story: 給我一張機票. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.5 歸並排序: 通過分治來排序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.6 快速排序: 通過隨機化來排序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.7 分配排序: 通過裝桶來排序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.8 War Story: 為被告辯護的Skiena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.9 二分查找及相關算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.10 分治. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.11 習題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

探索計算思維的奧秘：理解、構建與優化高效算法 在信息爆炸的時代，數據量的激增與計算需求的復雜化，使得算法的設計與優化成為計算機科學的核心驅動力。本書旨在為讀者構建一個紮實的算法知識體係，引領大傢深入理解算法的本質，掌握設計與分析的通用方法，並學會如何為實際問題選擇、構建和優化最閤適的解決方案。我們不求速成，而緻力於培養讀者嚴謹的計算思維，讓他們能夠獨立地思考和解決遇到的挑戰。 第一部分：構建堅實的基礎——算法的靈魂與度量 在深入探索各種算法之前，理解算法本身的概念和評估其優劣的標準至關重要。本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，為後續的學習鋪平道路。 算法的定義與特性： 我們將從最根本之處齣發，清晰地闡述什麼是算法，它必須具備哪些關鍵特性，如明確性、可行性、有窮性、輸入和輸齣。理解這些基本概念，是進行任何算法研究的前提。我們將通過一係列生動形象的例子，比如食譜、導航路綫規劃，來幫助讀者直觀地理解算法的運作方式。 算法分析的藝術： 算法的效率是衡量其價值的重要標準。本部分將重點介紹算法分析的核心概念，包括時間復雜度和空間復雜度。我們不會停留在理論的錶麵，而是會深入講解如何通過“大O符號”（Big O notation）來描述算法在最壞、最好和平均情況下的性能錶現。讀者將學會分析不同操作（如賦值、比較、算術運算）的成本，並能夠逐步推導齣復雜算法的復雜度。我們將通過簡單的例子，如綫性查找和二分查找，來演示復雜度分析的具體過程，並引導讀者思考不同算法在處理大規模數據時的性能差異。 遞歸的思想： 遞歸作為一種強大的問題求解範式，在算法設計中扮演著舉足輕重的角色。本部分將深入剖析遞歸的原理，講解遞歸的基本構成要素（基綫條件和遞歸步驟），並提供多種經典的遞歸算法示例，如階乘計算、斐波那契數列、漢諾塔問題等。讀者將學習如何將一個復雜的問題分解為規模更小的相同子問題，並通過遞歸調用來求解。同時，我們也會探討遞歸可能帶來的性能問題，如棧溢齣，並介紹迭代等替代方案。 數據結構的選擇與影響： 算法的性能往往與所使用的數據結構息息相關。本部分將對各種基本數據結構進行全麵的介紹，包括數組、鏈錶、棧、隊列、散列錶、樹（二叉樹、平衡樹等）和圖。我們會深入探討每種數據結構的特點、存儲方式、以及它們在不同操作（插入、刪除、查找、遍曆）下的時間與空間復雜度。通過理解不同數據結構的操作特性，讀者將能夠為特定的算法設計和問題求解選擇最閤適的數據組織方式，從而事半功倍。 第二部分：通用算法設計範式——智慧的構建藍圖 掌握瞭算法分析和數據結構的基礎後，我們便可以開始學習通用的算法設計範式。這些範式如同設計圖紙，指導我們如何係統地構建高效的算法。 分治法的力量： 分治法是一種將復雜問題分解為若乾個規模更小的相同或相似的子問題，然後遞歸地求解這些子問題，最後將子問題的解閤並起來形成原問題的解的策略。本部分將通過經典的分治算法，如歸並排序（Merge Sort）、快速排序（Quick Sort）、矩陣乘法（Strassen's algorithm）和最近點對問題，來詳細闡述分治法的應用。讀者將學習如何識彆可以應用分治法的問題，並掌握如何設計遞歸求解的步驟。 動態規劃的精妙： 動態規劃是解決具有重疊子問題和最優子結構性質的問題的強大工具。本部分將深入剖析動態規劃的核心思想：將問題分解為相互關聯的子問題，並存儲子問題的解以避免重復計算。我們將通過一係列經典的動態規劃問題，如背包問題（Knapsack Problem）、最長公共子序列（Longest Common Subsequence）、硬幣找零問題（Coin Change Problem）和編輯距離（Edit Distance），來演示如何構建狀態轉移方程，並利用錶格（或備忘錄）來存儲計算結果。讀者將學會識彆適閤動態規劃的問題，並掌握自頂嚮下（帶備忘錄）和自底嚮上（錶格填充）兩種實現方式。 貪心算法的直覺： 貪心算法在每一步選擇中都采取在當前狀態下最好或最優的選項，從而希望導緻結果是全局最好或最優的算法。本部分將介紹貪心算法的特點，並展示其在解決某些特定問題時的有效性，例如活動選擇問題（Activity Selection Problem）、霍夫曼編碼（Huffman Coding）、最小生成樹（Minimum Spanning Tree，如Prim和Kruskal算法）和最短路徑（Single-Source Shortest Path，如Dijkstra算法）。我們將強調貪心算法的“局部最優不一定全局最優”的潛在陷阱，並指導讀者如何判斷一個問題是否適閤使用貪心策略。 迴溯與分支限界： 當問題無法直接通過分治、動態規劃或貪心算法有效求解時，迴溯法和分支限界法提供瞭係統搜索解空間的策略。本部分將介紹迴溯法的基本思想：通過深度優先搜索的方式，逐步構建解，並在發現當前路徑無法導嚮有效解時，進行“迴溯”並嘗試其他路徑。我們將通過迷宮求解、N皇後問題、數獨求解等例子來演示迴溯法的應用。在此基礎上，我們將介紹分支限界法，它通過引入界限函數來剪枝搜索空間，從而提高搜索效率。 第三部分：高級算法技術與應用——拓展視野，解決復雜難題 在掌握瞭基本的算法設計範式後，本部分將進一步拓展讀者的視野，介紹更高級的算法技術，並探討算法在實際問題中的應用。 圖論算法的深度探索： 圖作為一種極其重要的數學模型，在現實世界中無處不在，如社交網絡、交通綫路、計算機網絡等。本部分將深入研究圖的基本概念，包括圖的錶示（鄰接矩陣、鄰接錶）、圖的遍曆（深度優先搜索DFS、廣度優先搜索BFS）。在此基礎上，我們將詳細介紹解決圖問題的經典算法，如最短路徑問題（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成樹（Prim、Kruskal）、拓撲排序（Topological Sort）以及連通性問題（如強連通分量）。 字符串匹配的效率： 在處理文本和生物信息學等領域，高效的字符串匹配算法至關重要。本部分將介紹經典的字符串匹配算法，如樸素算法，並重點講解更高效的算法，如KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法和Boyer-Moore算法，分析它們的原理和性能優勢。 計算幾何基礎： 計算幾何研究如何利用計算機處理幾何圖形和空間數據。本部分將介紹一些基本的計算幾何概念和算法，如點、綫段、多邊形的基本操作，凸包（Convex Hull）的構建（如Graham Scan、Jarvis March），以及簡單的相交檢測等。 NP-完全性理論簡介： 對於一些極其睏難的問題，我們可能無法在多項式時間內找到精確解。本部分將簡要介紹計算復雜性理論中的NP類問題，以及NP-完全性（NP-completeness）的概念。我們將說明為什麼某些問題被認為是“不可有效求解”的，並介紹一些近似算法和啓發式算法的策略，它們雖然不能保證找到最優解，但能在閤理時間內找到質量較高的解。 算法的實際應用與優化： 理論的算法需要與實際問題相結閤纔能發揮最大價值。本部分將討論如何將所學的算法應用於實際場景，例如數據庫查詢優化、網絡路由、機器學習中的算法（如搜索和分類）、以及數據壓縮等。我們還將強調算法工程的重要性，包括如何進行性能剖析（profiling）、內存管理、以及利用並行計算和分布式係統來加速算法的執行。 本書的最終目標是培養讀者成為能夠獨立分析問題、設計高效算法並進行係統優化的優秀計算機科學人纔。我們鼓勵讀者在學習過程中，不僅要理解算法的原理，更要動手實踐，通過編寫代碼來驗證算法的正確性和效率。隻有將理論與實踐相結閤，纔能真正掌握算法設計的藝術，並在日新月異的科技領域中不斷創新。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調這本書在代碼示例上的嚴謹性。很多算法書的代碼片段往往是為瞭演示概念而存在，缺乏實戰價值，但這本書中的所有示例都經過瞭精心的設計和打磨，不僅注釋詳盡，而且結構清晰，可以直接作為參考模闆。特彆是針對C++或類似底層語言的實現細節，作者對內存管理、指針操作的講解都極其到位，這使得讀者在學習算法的同時，也能潛移默化地提升自己的編程素養。例如，在實現堆結構時，它會詳細討論數組下標的轉換和邊界條件的處理，這些都是容易齣錯但又至關重要的細節。更難能可貴的是，書中對於不同實現方式的性能權衡也有深入探討，比如遞歸與迭代的取捨，以及尾遞歸優化等高級話題，都得到瞭充分的展開。這使得這本書不僅是算法參考書，更是一本高質量的程序設計實踐指南。讀完後，我感覺自己在抽象思維和代碼實現之間的橋梁搭建能力得到瞭顯著增強。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解風格可以說是那種老派學院派的嚴謹與現代工程思維的完美結閤。它並沒有僅僅停留在算法的“是什麼”上，而是深入到“為什麼選擇這個算法”以及“在實際場景中如何優化”。我特彆欣賞它對時間復雜度和空間復雜度的分析，不是簡單地給齣一個大O錶示法就草草瞭事，而是會結閤具體的機器模型和輸入規模，去討論常數因子對實際性能的影響，這對於真正想把算法用到生産環境的工程師來說，價值巨大。記得有一章專門對比瞭不同排序算法在極端數據分布下的錶現差異，那段分析我反復看瞭好幾遍，它清晰地指齣瞭理論最優與工程實踐之間的微妙平衡。此外，書裏穿插的一些曆史背景和算法思想的演變，也讓學習過程不再枯燥，仿佛在和那些偉大的計算機科學傢對話。這本書的深度是漸進式的，前半部分打好堅實的基礎，後半部分則開始觸及更前沿、更復雜的優化技術和近似算法，這種層次感處理得非常到位，確保瞭即便是經驗豐富的開發者也能從中找到新的啓發點。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最直觀的感受是它在“解決問題”導嚮上的強大驅動力。它不是單純的知識點羅列，而更像是一個資深的架構師在手把手教你如何構建一個健壯的係統。例如，在講解圖論算法時，作者並沒有拘泥於教科書式的遍曆順序，而是迅速將重點轉移到如何利用這些算法來解決網絡路由、資源調度這類實際問題上。書中的案例庫非常豐富，而且案例的選擇非常貼閤當前技術領域的熱點，比如與數據流處理、大規模並行計算相關的算法優化策略，都有所涉及。有一部分內容專門討論瞭如何對不完美或不完整的數據集進行有效的處理，這在現實世界的髒數據麵前顯得尤為重要。這本書的語言風格非常清晰、精確，幾乎沒有歧義，這對於學習復雜邏輯是至關重要的。當你被一個復雜的算法卡住時，翻閱這本書，總能找到一個角度讓你豁然開朗，那種“原來如此”的感覺，是閱讀體驗中最為美妙的瞬間。

評分☆☆☆☆☆

從一個希望係統性提升自己的讀者的角度來看，這本書提供瞭一種無與倫比的體係感。它不像碎片化的在綫教程，隻解決眼前的問題，而是構建瞭一個完整的知識框架，讓你明白各種算法是如何相互關聯、相互藉鑒的。章節之間的過渡非常自然流暢，仿佛在走一條精心設計的路綫圖，每走一步都能看到更廣闊的風景。我特彆喜歡它對那些“次優”或“啓發式”算法的討論，這體現瞭作者的成熟和務實，承認瞭在很多實際約束下，找到一個“足夠好”的解遠比追求理論上的完美解更有意義。這種對工程現實的深刻洞察，使得這本書的價值遠超一般的學術教材。它真正做到瞭“指南”的定位，無論是準備麵試、參與項目優化，還是進行學術研究，它都能提供紮實可靠的理論支撐和實用的操作建議。讀完後，我感覺自己看待任何計算問題的方式都有瞭一種更高維度的抽象和拆解能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很吸引人，色彩搭配沉穩又不失現代感，封麵上那個抽象的符號仿佛在暗示著算法世界的復雜與美妙。我拿到手的時候，首先被它的厚度和分量所震撼，這感覺就像是抱著一座知識的寶庫，沉甸甸的，讓人對接下來的閱讀充滿期待。內容上，我主要關注的是那些對初學者非常友好的部分，比如開篇對數據結構基礎的梳理，講解得非常透徹，各種圖示和例子都恰到好處，不像有些教材那樣乾巴巴的，而是真正引導你去思考“為什麼”和“怎麼做”。特彆是對於那些經典算法的剖析，作者似乎總能找到最直觀的角度去切入，讓你茅塞頓開，而不是被一堆公式淹沒。我記得有一章專門講瞭動態規劃，以前我總是在不同子問題之間切換感到迷茫，但這本書通過幾個生活化的例子，把狀態轉移方程的構建過程描繪得絲絲入扣，讓我感覺DP不再是高不可攀的難題，而是可以像搭積木一樣構建起來的邏輯。這本書的排版也做得相當齣色，字體大小和行間距都非常適宜長時間閱讀，細節之處見真章，看得齣齣版社在編輯和裝幀上的用心。

評分☆☆☆☆☆

挺不錯的書，值得研究

評分☆☆☆☆☆

終於搞活動，已經想買很久瞭

評分☆☆☆☆☆

不錯 價格劃算送貨快 購買多盒 希望以後能經常有活動價格 ， 五分好評

評分☆☆☆☆☆

看看。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

算法設計指南好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

好。。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

經典書籍，值得一看，提升水平！

評分☆☆☆☆☆

此用戶未填寫評價內容

評分☆☆☆☆☆

好書，找瞭很久就是我想要買的書