算法设计与分析入门：以小白鼠找毒药问题为例

"本资源是深圳大学计算机与软件学院的算法设计与分析课程，课程为专业核心必修，共72学时。课程考核包括平时成绩、六次实验作业、随堂测验和期末考试。实验评分注重代码演示、PPT讲解和实验报告的质量。课程提倡原创，严禁抄袭。推荐教材为《算法导论》（第三版），由Thomas H. Cormen等人撰写，殷建平等翻译。课程通过一个关于如何用最少数量的小白鼠在24小时内找出毒药的问题引入，讨论了解题思路和算法的重要性。" 在第一章“算法基本概念”中，我们首先了解到算法是解决问题或执行任务的明确规范步骤，它在计算机科学中扮演着至关重要的角色。课程以一个实际问题——如何使用最少数量的小白鼠来检测毒药瓶为例，引导学生思考如何通过算法来解决复杂问题。在这个问题中，通过将问题规模对数分解，可以发现只需要10只老鼠就能检测出1000瓶水中的有毒水瓶。 解题的关键在于运用数学思维和逻辑推理，例如将问题转化为二进制编码问题，每只老鼠的状态（生或死）对应一个二进制位。通过设置合适的编码，可以利用较少的老鼠覆盖所有可能的情况。这种转换思路体现了算法设计中的“分治法”策略，即将大问题分解成小问题来解决。 此外，课程还强调了解题思路的系统性和可复制性，鼓励学生避免依赖天才的直觉，而是发展出一套可遵循的、普适的解题方法。这涉及到算法设计的一个重要原则——简洁性和效率，即寻找最优化的解决方案。在这个例子中，通过3只老鼠即可解决8个瓶子的问题，这是因为3位二进制可以表示8种状态，这与计算机中的编码原理相吻合。 算法设计与分析不仅仅是编写代码，还包括对算法效率的分析。课程中的实验部分要求学生不仅完成代码实现，还要制作PPT进行讲解，并撰写实验报告，这旨在培养学生的分析能力、表达能力和逻辑思维。实验报告应包含算法思想、效率分析和结论，而不仅仅是代码本身。 在学习过程中，学生需要熟悉并掌握各种算法设计技巧，如分治法、动态规划、贪心策略和回溯法等，同时，还需要理解算法复杂度理论，如时间复杂度和空间复杂度，以便评估算法的效率。此外，严谨的学术态度和原创性是课程强调的要点，任何抄袭行为都将受到严厉的处罚。 通过这个课程，学生将建立起对算法的深入理解和应用能力，为后续的计算机科学学习和实际问题解决奠定坚实基础。