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包郵 算法分析與設計

出版社:清華大學出版社出版時間:2023-06-01
開本: 其他 頁數: 288
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算法分析與設計 版權信息

算法分析與設計 本書特色

可作為大學計算機科學與技術、軟件工程等專業本科生的教學用書,本書每章后精選了一些基礎的算法習題,針對各章節不同的算法設計技術,設計了多個上機實驗,并提供多套自測試卷,有助于學生了解自己對學習內容的掌握程度,自測學習效果。

算法分析與設計 內容簡介

本書主要介紹經典的算法設計技術,包括遞歸與分治策略、動態規劃法、貪心算法、回溯法、分支限界法、概率算法等。在算法分析方面,介紹了二分搜索技術、大整數的乘法、Strassen矩陣乘法、棋盤覆蓋、合并排序、快速排序、循環賽日程表、矩陣連乘問題、*長公共子序列、凸多邊形**三角剖分、多邊形游戲、圖像壓縮、活動安排問題、**裝載、哈夫曼編碼、*小生成樹問題、套利問題、n皇后問題、圖的m著色問題、15謎問題、單源*短路徑問題、旅行商問題等,并對有的問題進行算法優化設計。書中主要突出對問題本身的分析和求解方法,并進行了問題的計算復雜性分析。本書每章均精選了一些基礎的算法習題,針對各章節不同的算法設計技術設計了多個上機實驗,并提供多套自測試卷,有助于學生了解自己對學習內容的掌握程度,自測學習效果。 本書可作為大學計算機科學與技術、軟件工程等專業本科生的教學用書,也可作為從事實際問題求解的算法設計與分析工作人員的參考書。

算法分析與設計 目錄

第1章算法概述/1
1.1什么是算法1
1.2算法復雜性2
1.3算法復雜性計量3
1.4算法復雜性的表示4
1.4.1算法復雜性的漸近性態4
1.4.2復雜性漸近階5
1.4.35個漸近意義下的記號 5
1.4.4常見的算法時間復雜度6
1.5算法復雜性的重要性7
習題18
第2章遞歸與分治策略 /11
2.1遞歸的概念11
2.2分治法的基本思想16
2.3二分搜索技術18
2.3.1線性查找18
2.3.2二分搜索法18
2.3.3二分搜索算法復雜性*壞情形分析19
2.3.4二分搜索算法復雜性平均情形分析20
2.4大整數的乘法20
2.4.1大整數乘積的分治算法描述20
2.4.2大整數乘積的時間復雜度遞推方程21
2.5Strassen矩陣乘法21
2.5.1Strassen矩陣分治乘法21
2.5.2時間復雜度遞推方程22
2.6棋盤覆蓋問題22
2.6.1問題描述22
2.6.2算法復雜性分析25
2.7合并排序25
2.7.1基于比較的排序時間復雜度下界25
2.7.2用遞歸樹解遞歸關系式26
2.7.3合并排序27
2.8快速排序30
〖1〗算法分析與設計目錄〖3〗〖3〗2.8.1算法描述30
2.8.2時間復雜度分析32
2.9循環賽日程表安排32
2.9.1問題描述32
2.9.2問題的分治法設計思想33
2.9.3分治算法實現33
習題234
第3章動態規劃法/41
3.1動態規劃法概述41
3.1.1*優性原理41
3.1.2動態規劃法的基本步驟41
3.2矩陣連乘問題45
3.2.1問題描述45
3.2.2分析*優解的結構47
3.2.3建立遞歸關系47
3.2.4計算*優值48
3.2.5構造*優解49
3.3動態規劃算法的基本要素50
3.3.1*優子結構50
3.3.2重疊子問題50
3.3.3備忘錄方法52
3.4*長公共子序列問題53
3.4.1問題描述53
3.4.2*長公共子序列的結構54
3.4.3子問題的遞歸結構54
3.4.4計算*優值55
3.4.5構造*長公共子序列56
3.4.6算法的改進57
3.5凸多邊形的*優三角剖分問題57
3.5.1問題描述57
3.5.2三角剖分的結構及其相關問題58
3.5.3*優子結構性質60
3.5.4*優三角剖分對應的權的遞歸結構60
3.5.5計算*優值60
3.5.6構造*優三角剖分61
3.6多邊形游戲61
3.6.1問題描述61
3.6.2*優子結構性質 62
3.6.3遞歸求解63
3.6.4算法描述63
3.7圖像壓縮65
3.7.1圖像壓縮實例65
3.7.2*優子結構性質67
3.7.3遞歸計算*優值67
3.7.4算法實現68
習題370
第4章貪心算法/74
4.1活動安排問題74
4.1.1貪心算法設計的特點74
4.1.2問題描述74
4.1.3活動安排問題的貪心算法 75
4.2貪心算法的基本要素76
4.2.1貪心選擇性質76
4.2.2*優子結構性質77
4.2.3貪心算法的求解過程77
4.2.4貪心算法與動態規劃法的差異78
4.3*優裝載79
4.3.1問題描述79
4.3.2貪心選擇性質79
4.3.3*優子結構性質80
4.3.4算法描述80
4.4*短路徑問題80
4.4.1問題描述80
4.4.2算法基本思想81
4.4.3算法實現82
4.5哈夫曼編碼84
4.5.1哈夫曼樹84
4.5.2構造一棵哈夫曼樹86
4.5.3哈夫曼編碼87
4.5.4算法分析與設計89
4.5.5哈夫曼算法的正確性91
4.6TSP問題92
4.6.1TSP問題研究進展92
4.6.2*近鄰點貪心策略93
4.6.3*短鏈接貪心策略95
4.7*小生成樹96
4.7.1Prim算法(*近頂點策略)96
4.7.2Kruskal算法(*短邊策略)97
4.8套利問題98
4.8.1套利問題描述98
4.8.2問題的貪心選擇性質99
4.8.3問題的*優子結構性質99
4.8.4算法實例99
習題4101
第5章回溯法/107
5.1回溯法的算法框架107
5.1.1明確定義問題的解空間107
5.1.2運用回溯法解題的步驟108
5.1.3回溯法的算法框架108
5.2n皇后問題110
5.2.1問題描述110
5.2.2算法設計110
5.2.3算法實現111
5.2.48皇后問題的不等效解分析與實現111
5.3圖的m著色問題117
5.3.1問題描述117
5.3.2算法實現119
5.4回溯法的效率分析120
5.4.1重排原理120
5.4.2估算結點數120
5.4.3回溯法的效率122
習題5122
第6章分支限界法/127
6.1分支限界法的基本思想127
6.2分支限界法的算法實例128
6.2.1分支限界法解01背包問題128
6.2.2分支限界法解旅行商問題130
6.2.3分支限界法解15謎問題132
6.3單源*短路徑問題136
6.3.1問題描述136
6.3.2算法分析136
6.3.3分支限界算法實現137
6.4裝載問題141
6.4.1隊列式分支限界法141
6.4.2算法的改進143
6.4.3構造*優解143
6.4.4*大收益分支限界(優先隊列式)144
習題6145
第7章概率算法/147
7.1隨機數147
7.2數值概率算法152
7.2.1用隨機投點法計算π值152
7.2.2計算定積分154
7.2.3解非線性方程158
7.2.4解非線性方程組160
7.3蒙特卡羅算法170
7.3.1蒙特卡羅算法的基本思想170
7.3.2蒙特卡羅算法的簡單應用171
7.3.3主元素問題174
7.3.4素數測試176
7.4拉斯維加斯算法181
7.4.1n皇后問題181
7.4.2整數因子分解187
7.5舍伍德算法188
7.5.1線性時間選擇算法189
7.5.2跳躍表191
習題7193
第8章實驗指導/195
實驗1分治法上機實驗195
實驗11棋盤覆蓋問題的分治法設計195
實驗12利用分治法實現合并排序197
實驗13用分治法實現快速排序算法200
實驗14循環賽日程表安排問題的分治法設計201
實驗15*大子段和問題的分治法設計203
實驗2動態規劃法上機實驗204
實驗21矩陣連乘問題的動態規劃法設計205
實驗22*長公共子序列的動態規劃法設計207
實驗23圖像壓縮問題的動態規劃法設計208
實驗3貪心算法上機實驗213
實驗31找硬幣問題的貪心算法設計214
實驗32活動安排問題的貪心算法215
實驗33單源*短路徑問題的貪心算法設計216
實驗4回溯法上機實驗219
實驗418皇后問題的回溯法設計219
實驗42圖的著色問題的回溯法設計222
第9章算法自測卷/225
9.1算法自測卷1225
9.2算法自測卷2226
9.3算法自測卷3231
附錄習題參考答案/234
習題1參考答案234
習題2參考答案235
習題3參考答案237
習題4參考答案241
習題5參考答案246
習題6參考答案248
習題7參考答案252
算法自測卷1參考答案266
算法自測卷2參考答案268
算法自測卷3參考答案272
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