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編輯推薦

　　《算法導論》作者托馬斯 H. 科爾曼麵嚮大眾讀者的算法著作
　　理解計算機科學中關鍵算法的簡明讀本，幫助您開啓算法之門
　　你想知道你的GPS是如何在幾秒鍾內從看起來無數多條可能路徑中找到到達目的地的快捷路徑的嗎？當你在網上購物時，你的信用卡賬號是如何被保護的呢？答案均是算法。本書是關於計算機算法基礎的指南。在本書中，作者展示瞭計算機如何通過算法解決問題。
　　讀者將學習到什麼是計算機算法，如何描述計算機算法，以及如何評估計算機算法。讀者還將學習到在計算機中查找信息的簡單方法；在計算機中將信息按照某個預定的順序重排（“排序”）；如何解決那些在計算機中能使用一種被稱為“圖”的數學結構來建模的基本問題（可用於對道路網建模，針對任務間的依賴建模，以及金融套利交易建模）；如何解決關於字符串（例如DNA結構）的問題；密碼學的基本原理；數據壓縮的基本原理；甚至那些至今還沒有人得齣如何藉助計算機在一段閤理的時間內求解的問題。

內容簡介

　　讀者將理解什麼是計算機算法，如何描述它們，以及如何來評估它們。這些計算機算法將提供：利用計算機搜索信息的簡單方式；解決各種排序問題的方法；利用有嚮無環圖和短路徑法來解決基本問題的方法（可用於建模公路網絡，任務間的依賴以及金融關係；解決字符串（例如DNA結構）問題的方法；密碼學背後的基本原理；數據壓縮的基礎知識；以及甚至一些沒有人能夠理解如何在計算機上用相當長的時間來解決的問題。

作者簡介

　　托馬斯 H. 科爾曼（Thomas H. Cormen），達特茅斯學院計算機科學係教授，2009年7月到2015年7月期間擔任達特茅斯學院計算機科學係主任。他是《算法導論（第3版）》（麻省理工學院齣版社，2009)的閤著者(與查爾斯 E. 雷瑟爾森，羅納德 L. 李維斯特以及剋利福德·斯坦閤著)之一。目前的研究興趣包括：算法工程、並行計算、具有高延遲的加速計算。他分彆於1993年、1986年獲得麻省理工學院電子工程和計算機科學博士、碩士學位，師從查爾斯 E. 雷瑟爾森教授。由於在計算機教育領域的突齣貢獻，科爾曼教授榮獲2009年ACM傑齣教員奬。

　　王宏誌，哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院副教授、博士生導師。研究方嚮包括大數據管理、數據質量、圖數據管理。發錶學術論文140餘篇，齣版學術專著兩本，參與翻譯《算法導論（第3版）》。在愛課程網、學堂在綫、好大學在綫上首次開設“大數據算法”在綫課程，齣版《大數據算法》教材。

精彩書評

　　“算法是計算機科學的核心。這是一本力圖針對大眾讀者的算法書籍。它使一個抽象的主題變得簡潔易懂，而沒有過多拘泥於細節。本書具有深遠的影響，還沒有人能夠比托馬斯 H. 科爾曼更能勝任縮小算法專傢和公眾的差距這一工作。”
　　—— Frank Dehne，卡爾頓大學計算機科學係教授

　　“托馬斯 H. 科爾曼寫瞭一部關於基本算法的引人入勝的、簡潔易讀的調查報告。有一定計算機編程基礎並富有進取精神的讀者將會洞察到隱含在高效計算之下的關鍵的算法技術。”
　　—— Phil Klein，布朗大學計算機科學係教授

　　“托馬斯 H. 科爾曼幫助讀者廣泛理解計算機科學中的關鍵算法。對於計算機科學專業的學生和從業者，本書對每個計算機科學傢必須理解的關鍵算法都進行瞭很好的迴顧。對於非專業人士，它確實打開瞭每天所使用的工具的核心——算法世界的大門。”
　　—— G. Ayorkor Korsah，阿什西大學計算機科學係助理教授

目錄

Algorithms Unlocked
齣版者的話
譯者序
前言
第1章什麼是算法以及為什麼應該關注算法1
1.1正確性2
1.2資源利用3
1.3針對非計算機專業人士的計算機算法5
1.4針對計算機專業人士的計算機算法6
1.5拓展閱讀7
第2章如何描述和評估計算機算法9
2.1如何描述計算機算法9
2.2如何描述運行時間16
2.3循環不變式19
2.4遞歸21
2.5拓展閱讀23
第3章排序算法和查找算法24
3.1二分查找26
3.2選擇排序31
3.3插入排序34
3.4歸並排序38
3.5快速排序47
3.6小結55
3.7拓展閱讀57
第4章排序算法的下界和如何超越下界58
4.1基於排序的規則58
4.2基於比較排序的下界59
4.3使用計數排序超越下界60
4.4基數排序66
4.5拓展閱讀68
第5章有嚮無環圖69
5.1有嚮無環圖72
5.2拓撲排序72
5.3如何錶示有嚮圖76
5.4拓撲排序的運行時間77
5.5PERT圖錶中的關鍵路徑78
5.6有嚮無環圖中的最短路徑82
5.7拓展閱讀86
第6章最短路徑87
6.1Dijkstra算法89
6.2Bellman�睩ord算法98
6.3Floyd�瞁arshall算法103
6.4拓展閱讀112
第7章字符串算法114
7.1最長公共子序列114
7.2字符串轉換120
7.3字符串匹配128
7.4拓展閱讀135
第8章密碼學基礎136
8.1簡單替代密碼137
8.2對稱密鑰加密138
8.3公鑰加密142
8.4RSA加密係統144
8.5混閤加密係統153
8.6計算隨機數153
8.7拓展閱讀154
第9章數據壓縮156
9.1哈夫曼編碼158
9.2傳真機165
9.3LZW壓縮166
9.4拓展閱讀176
第10章難？問題177
10.1棕卡車問題177
10.2P、NP和NP完全類181
10.3可判定問題和歸約183
10.4主問題186
10.5NP完全問題例析188
10.6總體策略203
10.7前景206
10.8不可判定問題208
10.9小結210
10.10拓展閱讀211
參考文獻212
索引214

前言/序言

　　計算機是如何解決問題的呢？小小的GPS是如何隻在幾秒鍾內就從無數條可能路徑中找齣到達目的地的最快捷路徑的呢？在網上購物時，又如何防止他人竊取你的信用卡賬號呢？解決這些問題，以及大量其他問題的答案均是算法。我寫本書的目的就是為你打開算法之門，解開算法之謎。
　　我是《算法導論》的閤著者之一。《算法導論》是一本特彆好的書（當然，這是我個人的主觀評價），但是它確實相當專業。
　　本書並不是《算法導論》，甚至不能被稱為一本教材。它既沒有對計算機算法領域進行廣度或深度的研究，也沒有遵照慣例來講述設計計算機算法的方法，甚至連一道需要讀者自己求解的難題或者練習題也沒有。
　　那麼，這是一本什麼樣的書呢？如果你符閤如下條件，那麼就可以開始閱讀之旅瞭：
　　●你對計算機如何解決問題感興趣；
　　●你想知道如何評估這些解決方案的質量；
　　●你想瞭解計算方麵的問題和這些問題的解決方案是如何與非計算機世界關聯起來的；
　　●你能處理一點數學運算；
　　●你不需要編寫過計算機程序（當然，編寫過程序更好）。
　　一些計算機算法方麵的書籍是講述理論概念的，並涉及非常少的技術細節；一些書籍關注的全是技術細節；而另外一些書籍是介於這兩者之間的。每類圖書都有自己的定位，我將本書定位於介於兩者之間。誠然，本書涉及瞭一些數學知識，並且部分地方闡述得非常仔細，但是我已經竭力避免深入闡述細節（或許除瞭本書的末尾部分，我無法剋製住自己，闡述瞭一些細節知識）。
　　我認為本書有點像開胃菜。設想你去瞭一傢意大利餐廳，點瞭一份開胃菜，直到吃完開胃菜，你纔會決定是否點其餘食物。開胃菜到瞭，你就開始用餐瞭。或許你不喜歡吃開胃菜，並且決定不點其他菜瞭。可能你喜歡吃開胃菜，但是吃完它，你就感覺飽瞭，因此不需要點其他菜瞭。或者也有可能你喜歡吃開胃菜，但你並沒有吃飽，此時你便開始期待其他菜瞭。將本書看作開胃菜，我希望能夠産生後兩種結果之一：或者讀完瞭本書，你就很滿足，感覺沒有必要再深入探究算法世界瞭；或者你非常喜歡從本書中所學到的知識，以至於你想要學習更多算法方麵的內容。每一章最後一節的標題為“拓展閱讀”，其中會介紹更多關於該章主題的更為深入的書籍和文章。
　　你將從本書中學到什麼
　　我無法斷定你將從本書中學到什麼。如下是我希望你能從本書中學到的：
　　●什麼是計算機算法，能夠采用一種方式來描述計算機算法，以及如何評估算法。
　　●在計算機中查找信息的簡單方式。
　　●在計算機中重排信息以使其以一種預定順序排列的方法。（我們稱這一任務為“排序”。）
　　●如何解決那些能在計算機中以一種稱為“圖”的數學結構建模的基本難題。在許多應用中，利用圖建模的領域包括：道路網（哪些十字路口到哪些十字路口有直接相連的道路，這些道路有多長），任務間的依賴關係（哪個任務必須在其他任務之前完成），金融關係（世界各國貨幣間的匯率是多少），或者是人與人之間的聯係（誰認識誰？誰討厭誰？哪個演員和哪個演員齣現在同一個電影中等）。
　　●如何解決關於文本字符串的問題。其中一些問題在某些領域有所應用，例如生物學領域，其中字符錶示基本的分子，字符串錶示DNA結構。
　　●密碼學背後的基本原理。即使你自己從來沒有加密過一條信息，你的計算機很可能已經對它執行加密操作瞭（例如當你在網上購物時）。
　　●數據壓縮的基本概念，這遠遠超過瞭“f u cn rd ths u cn gt a gd jb n gd pay”背後的壓縮原理。
　　●計算機在任意閤理的時間內都難以解決的一些問題，或者至少還沒有人想齣如何解決的問題。
　　為瞭理解本書中的內容，你需要事先瞭解什麼
　　正如我之前所說的，本書中涉及部分數學知識。如果你害怕數學，那麼你可以嘗試著跳過它，或者你也可以嘗試著閱讀涉及更少專業技術知識的書籍。但是我已經盡力做到令數學部分變得容易理解瞭。
　　我假定你從來沒有寫過，甚至從來沒有讀過一個計算機程序。如果你能看懂提綱的內容，就應該能夠理解我是如何錶達每一步算法，以及如何將這些步驟閤並在一起組閤成一個完整的算法的。如果你聽到過如下笑話，那麼你已經是在通往算法世界瞭：
　　你聽說過被睏在淋浴中的計算機專傢嗎？當時他在按照洗發瓶上的指示洗頭發。指示說明是“打洗發露。衝洗。重復。”
　　本書使用瞭一種自由的寫作風格，希望這種比較個性的方法能使本書的內容看起來更容易理解。有些章節依賴於前麵章節的內容，但是這種依賴程度很輕。有些章節開始時不涉及專業技術知識，但是會逐步講述專業技術知識。即使你感覺某一章太難瞭，這也不會影響下一章內容的學習。你也很可能會從下一章的開始部分受益。
　　報告錯誤
　　如果你在本書中發現瞭錯誤，請通過發送郵件來告知我。
　　緻謝
　　本書中的許多內容都參考瞭《算法導論》的內容，因此多虧瞭《算法導論》的閤著者——Charles Leiserson、Ron Rivest以及Cliff Stein的幫助。你將發現我自始至終都在頻繁地提到(插入)《算法導論》的內容，我們4個作者所寫的《算法導論》早已眾所周知瞭。在寫本書時，我意識到我是多麼想念和Charles、Ron及Cliff的閤作。同時我仍然感謝在《算法導論》的前言部分所感謝的那些人。
　　同時，我也參考瞭在達特茅斯學院教書時所講述的課程內容，尤其是計算機科學課程1、5和25。感謝我的學生，通過他們精闢的見解，我看齣瞭當前這種教學方法很好；通過他們無情的沉默眼神，我看齣瞭當前這種教學方式不理想。
　　本書是在Ada Brunstein的建議下撰寫的。Ada Brunstein是MIT齣版社負責《算法導論》第3版的編輯。Ada現在已經離開MIT齣版社瞭，Jim DeWolf接替瞭她的位置。剛開始時，本書被指定為MIT齣版社的“基礎知識”叢書的一部分，但是MIT齣版社認為對於“基礎知識”叢書而言，本書過於專業瞭。（想象一下——我寫瞭一本對於MIT而言過於專業的書籍！）Jim巧妙靈活地處理瞭這件事，允許我以自己的方式來寫這本書，而不是按照MIT齣版社初期的規定。同時，我還要感謝MIT齣版社Ellen Faran和Gita Devi Manaktala的支持。
　　Julie Sussman, P�盤�盇��,是《算法導論》第2版和第3版的文字編輯，本書還是由她擔任文字編輯，對此我感到非常興奮。她是最好的、最專業的文字編輯。她讓我放下所有顧慮。為瞭證明她的優秀，請看Julie關於我的第5章初稿所迴復的一份電子郵件：
　　親愛的Cormen先生，
　　當局逮捕瞭一個逃走的章節，這個章節被發現隱藏在你的書中。我們無法確定它是從哪本書中逃離的，但是我們無法想象這幾個月中在你都不知曉的情況下，它是如何一直寄宿在你的書中的，因此我們彆無選擇，隻能詢問你。我們希望你能承擔起修改這一章的任務，給它一個機會，讓它成為書中的一個有用的公民。來自一個負責逮捕的軍官的報告，Julie Sussman，附上。
　　你可能很好奇“P�盤�盇�薄貝�錶什麼，事實上前兩個字母代錶“Professional Pain”，很可能你已經猜想到瞭“A”代錶什麼，但是我想要指齣Julie的確以這個頭銜自豪。因此非常非常感謝Julie!
　　我並不是一個密碼破譯者，關於密碼學原理的那一章極大地歸功於Ron Rivest、Sean Smith、Rachel Miller以及Huijia Rachel Lin的幫助。那一章中有一個關於棒球手勢的腳注說明，這要感謝達特茅斯學院的棒球教練Bob Whalen，是他耐心地嚮我解釋瞭棒球手勢係統中的一些手勢。Ilana Arbisser核實瞭計算生物學傢對齊DNA序列的方式與第7章所介紹的方式一緻。Jim DeWolf和我仔細思考瞭本書的書名，但是“Algorithms Unlocked”這一書名最終是由達特茅斯學院的一個本科生Chander Ramesh提齣的。
　　達特茅斯學院計算機科學係是一個很好的工作去嚮。我的同事個個纔華橫溢，我們的專職人員也都是首屈一指的。如果你希望編寫一個本科生或者研究生級彆的計算機科學程序，或者如果你在尋找一個計算機科學專業的教授職位，建議你申請達特茅斯學院。
　　最後，感謝我的妻子Nicole Cormen、我的父母Renee 和Perry Cormen、我的姊妹Jane Maslin以及Nicole的父母Colette和Paul Sage, 感謝他們對我的愛和支持。我的父親確信在1.1節中的圖形是5，而不是S。
　　Tom Cormen
　　於新罕布什爾州漢諾威


算法基礎：打開算法之門 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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