算法精粹:从图论到线性规划

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《算法》是一本由S.Dasgupta、C.H.Papadimitriou和U.V.Vazirani共同编著的权威计算机科学教材,版权于2006年。本书以深入浅出的方式探讨了算法设计与分析的基本概念,特别强调了在实际问题中的应用。全书分为多个章节,涵盖了广泛的算法主题。 **第0章:序言** 本章介绍了书籍与算法的关系,以及作者邀请读者通过 Fibonacci 数列的故事来理解算法的重要性。同时,作者还引入了 Big-O notation(大O符号),这是一种用于描述算法效率的工具,它表示算法运行时间与输入规模之间的关系。 **第1章:算法基础** 本章着重讲解算法设计,包括基本的算法描述方法和技巧。章节内容可能包括数组和列表操作,以及如何利用这些数据结构设计高效算法。 **第4章:图论算法** 这部分深入讨论了路径搜索和最短路径算法,如计算距离、广度优先搜索(BFS)、Dijkstra算法(用于寻找带权重的图中两点间的最短路径)等。此外,还涉及了优先队列实现及处理负权边的策略,以及在有向无环图(DAG)中的最短路径。 **第5章:贪心算法** 这一章展示了如何运用贪心策略解决优化问题,如最小生成树(如Prim或Kruskal算法)、Huffman编码(一种压缩数据的算法)以及解决某些逻辑难题,如Horn公式和集合覆盖问题。 **第6章:动态规划** 动态规划是解决问题的一种递归思想,本章通过实例如重新审视DAG中的最短路径、最长递增子序列、编辑距离、背包问题、矩阵链乘法等,展示了动态规划的强大作用。 **第7章:线性规划与约简** 本章转向更高级的主题,介绍了线性规划,其核心是求解目标函数在一组线性约束下的最优解。内容涵盖网络流、二分匹配问题、对偶理论以及零-一整数规划等内容,这些都是解决复杂优化问题的重要工具。 《算法》这本书旨在帮助读者掌握算法设计的核心理念和实用技巧,无论是在理论研究还是实际工程中,都能为理解和解决各种计算机科学问题提供坚实的基础。随着每章内容的深入,读者不仅能够理解算法背后的原理,还能学会如何在实际问题中灵活运用它们,提升编程和解决问题的能力。