算法设计与分析:核心概念与实用技术
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更新于2024-07-20
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"《算法设计与分析》是王红梅编著的一本关于计算机科学中算法设计与分析的专业教材,适合本科和研究生学习。书中详细介绍了算法的基本概念、分析方法,以及一系列重要的算法设计技术,如NP完全理论、蛮力法、分治法、减治法、动态规划、贪心法、回溯法、分支限界法、概率算法和近似算法。每章都配有阅读材料和应用实例,同时提供了伪代码和部分C++实现,帮助读者理解和应用这些算法。此外,书中还涵盖了计算复杂性理论,并讨论了图灵机计算模型。此书适用于教学和自学,具有丰富的图例和实例,有助于读者深入理解算法设计与分析的核心内容。"
本书详细阐述了算法设计与分析的关键概念,首先定义了算法的基本属性和分析方法,使读者对算法有初步认识。接着,通过NP完全理论的介绍,探讨了算法复杂度和问题难解性的边界。接下来的章节,作者系统地讲解了多种经典的算法设计策略,包括:
1. 蛮力法:在处理问题时,不考虑优化,直接尝试所有可能的解决方案。
2. 分治法:将大问题分解为小问题,分别解决后再组合,如快速排序和归并排序。
3. 减治法:通过减少问题规模来解决问题,如Knapsack问题。
4. 动态规划:通过存储子问题的解,避免重复计算,如最短路径问题和背包问题。
5. 贪心法:在每一步选择局部最优解,期望达到全局最优,如霍夫曼编码。
6. 回溯法:在搜索空间中逐步构造解,遇到错误时退回尝试其他路径,常用于解决约束满足问题。
7. 分支限界法:系统地探索问题的解空间树,避免无效分支,如求解旅行商问题。
8. 概率算法:利用随机性来寻找解决方案,如Monte Carlo方法。
9. 近似算法:当问题难以找到精确解时,寻找接近最优解的算法,如最小生成树的Prim算法和Kruskal算法。
除了理论介绍,书中每种算法均配以易于理解的伪代码和部分C++实现,使读者能够实际操作并理解算法的工作原理。此外,每章附带的阅读材料涵盖了算法领域的最新研究进展,增加了教材的时效性和深度。
《算法设计与分析》是一本全面且深入的教材,不仅适合高等院校计算机专业的学生,也适合工程师和自学者提升算法设计与分析能力。书中的实例丰富,理论与实践相结合,有助于培养读者解决实际问题的能力。
2023-12-12 上传
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