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出版者:科海

作者:劉光

出品人:

頁數:356

译者:

出版時間:2002-1-1

價格:35.00

裝幀:平裝（帶盤）

isbn號碼:9787900641236

叢書系列:

圖書標籤:

• C++Builder
• 編程入門
• 趣味編程
• 可視化編程
• Windows開發
• Delphi
• 教程
• 程序設計
• 初學者
• 軟件開發

好的，這是一本關於 高級算法設計與實現 的圖書簡介，旨在深入探討現代計算機科學中的核心算法及其在復雜問題解決中的應用。 --- 《高級算法設計與實現：從理論基石到工程實踐》 本書定位： 本書並非基礎算法的簡單迴顧，而是麵嚮有一定編程基礎和離散數學背景的讀者，旨在提供一個全麵、深入且高度實用的高級算法學習路徑。它側重於算法思想的提煉、復雜性分析的嚴謹性，以及如何在實際工程環境中高效地實現這些算法。 核心內容概覽： 本書結構清晰，分為五大部分，層層遞進，確保讀者能夠從理論層麵理解算法的精髓，並迅速過渡到實際應用層麵。 第一部分：算法設計範式的深度剖析 本部分是全書的理論基石，重點闡述解決復雜問題時最常采用的三大設計範式，並用大量精選的、非教材式的經典案例進行闡釋。 1. 動態規劃（Dynamic Programming, DP）的進階應用： 我們超越瞭經典的斐波那契數列和背包問題，深入探討狀態轉移方程的構建藝術。 多維DP與輪廓綫法： 詳細解析二維及以上狀態DP的處理技巧，特彆是引入“輪廓綫”或“插頭DP”（Plug DP）的思想，解決網格覆蓋和連通性計數問題。 DP優化技術： 重點講解如何將$O(N^2)$或$O(N^3)$的DP優化至$O(N log N)$甚至綫性時間。內容包括凸包優化（Convex Hull Trick, CHT），以及四邊形不等式（Knuth Optimization）的應用場景和證明過程。 樹形動態規劃（Tree DP）： 係統梳理樹上依賴關係下的DP設計，包括樹上最大獨立集、樹上匹配等問題，並引入換根（Rerooting）DP的思想以處理全局性優化。 2. 貪心算法的局限性與正確性證明： 貪心算法的魅力在於其簡潔性，但其正確性並非顯而易見。本章著重於如何嚴格證明一個貪心策略的局部最優能導嚮全局最優。 交換論證法（Exchange Argument）： 詳細闡述該證明方法的核心步驟，並應用於區間調度、霍夫曼編碼等問題。 反證法與對偶性： 探討在某些場景下，如何通過構造一個“更優”的反例來證明當前貪心選擇的優越性。 3. 分治策略的擴展與並行化思考： 除瞭經典的快速排序和歸並排序，本章關注分治在幾何計算中的應用。 最近點對問題： 詳細講解分治算法如何將二維空間問題的復雜度從$O(N^2)$降至$O(N log N)$，並著重分析“跨中綫”部分的優化處理。 Strassen矩陣乘法： 作為分治思想的極緻體現，分析其如何打破$O(N^3)$的瓶頸，並討論其實際工程應用中的平衡點。 第二部分：圖論算法的現代視角 本部分聚焦於復雜網絡中的路徑、流和連通性問題，強調算法的效率和對圖結構特殊性的利用。 1. 最短路徑算法的高級變體： SPFA與SLF優化： 探討Bellman-Ford算法的實際效率優化，以及在特定稀疏圖結構中SPFA的適用性。 多源最短路與距離預處理： 介紹分層圖（Hierarchical Graph）和縮點技術在處理大規模地圖導航中的應用，例如如何使用預計算（Precomputation）技術，如A算法中的啓發式函數設計。 2. 網絡流與匹配理論的深入： 本書將最大流/最小割視為一種強大的建模工具，而非孤立的算法。 最小費用最大流（MCMF）： 詳細介紹如何利用勢能和殘餘圖來高效求解MCMF，並將其應用於資源分配和調度問題。 二分圖/一般圖匹配： 深入講解Hopcroft-Karp算法（二分圖）的復雜度優勢，以及在一般圖中使用帶奇偶校驗的交錯樹求解最大匹配的原理。 第三部分：計算幾何與離散結構 計算幾何部分不側重於復雜的證明，而在於如何將幾何直覺轉化為可計算的、魯棒的代碼。 1. 計算幾何基礎算法的魯棒性： 浮點數精度問題： 強調在所有幾何運算中處理浮點誤差的策略，如使用EPS（Epsilon）進行比較，或使用高精度運算庫。 凸包（Convex Hull）算法比較： 對Graham掃描法和Jarvis步進法進行效率和實現難度的對比，並引入QuickHull的快速思想。 2. 空間數據結構的應用： 介紹如何用樹形結構處理二維和三維空間查詢。 K-D Tree與R-Tree： 重點分析這些數據結構在範圍查詢（Range Query）和最近鄰搜索（Nearest Neighbor Search）中的構建、維護與性能特點。 第四部分：概率算法與近似求解 在麵對NP-Hard問題時，精確求解往往不切實際。本部分介紹如何利用概率思想和近似理論獲得可接受的解。 1. 隨機化算法的威力： 拉斯維加斯算法（Las Vegas）與濛特卡洛算法（Monte Carlo）： 通過實例區分兩者的性質，例如使用Miller-Rabin素性測試作為濛特卡洛算法的經典範例。 隨機化在圖論中的應用： 如隨機增益法在最小割求解中的初步應用。 2. 近似算法理論： 近似比（Approximation Ratio）： 引入該核心概念，並分析Christofides算法（旅行商問題TSP的一個優秀近似算法）的基本思想，說明如何構造一個保證質量的解。 第五部分：高級數據結構與模闆化實現 本書的實踐性部分，重點展示如何構造能應對極端性能要求的數據結構，並提供高效、可復用的代碼結構。 1. 樹的進階數據結構： Link-Cut Tree (LCT)： 深入講解LCT如何動態維護森林結構上的路徑信息（如路徑求和、路徑修改），是解決動態圖問題的重要工具。 Treap與Splay Tree： 重點剖析其基於隨機化或鏇轉操作實現平衡的原理，並展示如何用它們實現可持久化數據結構（Persistent Data Structure）。 2. 數據結構復閤與在綫處理： 可持久化數據結構： 講解如何通過空間共享的技術來記錄曆史版本，常用於解決“查詢曆史狀態”的問題。 分塊（Square Root Decomposition）與莫隊算法： 針對離綫查詢問題，介紹分塊策略如何平衡預處理和查詢時間，特彆是莫隊算法在處理區間信息修改和查詢時的優雅應用。 目標讀者： 計算機科學專業高年級學生、研究生，以及希望提升解決實際復雜計算問題的軟件工程師、算法競賽愛好者。本書假設讀者熟悉標準的數據結構（如鏈錶、樹、哈希錶）以及基礎的算法分析方法（如大O錶示法）。

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我對比瞭很多同類書籍後發現，這本書最大的優勢在於它對學習路徑的把控異常精準。它沒有試圖在一本書裏塞進所有C++能做的事情，而是聚焦於構建一個穩固的核心知識體係。對於初學者來說，最怕的就是被龐雜的信息淹沒，而這本書的作者顯然深知這一點。它循序漸進的講解方式，像一條清晰的河流，引導著讀者自然而然地嚮前流動，從不讓你感到被水流衝垮。書中對錯誤處理和異常機製的講解，讓我對構建健壯的程序有瞭全新的認識。這種培養“安全編程”意識的教育，比單純教你實現某個功能重要得多。總而言之，這本書為我打開瞭一扇通往C++世界的大門，它讓我相信，即便是看起來高深莫測的編程語言，隻要有好的引導，每個人都能從中找到屬於自己的樂趣和成就感。

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這本書的封麵設計就非常吸引眼球，大膽的色彩搭配和現代感的字體，讓人一看就知道它不是那種枯燥乏味的編程教材。我之前嘗試過幾本C++的書籍，但很多都停留在理論的層麵，讀起來晦澀難懂，根本提不起興趣去深入研究。這本書的標題“趣味程序導學”倒是給瞭我一些期待，希望它能在枯燥的編程學習中找到樂趣。翻開目錄，看到章節安排得很有邏輯性，從基礎語法到實際應用的過渡非常自然。特彆是它提到瞭一些在實際開發中經常遇到的問題和解決方案，這比純理論學習要實用得多。我尤其欣賞作者在講解復雜概念時，會用很多生動的比喻和生活化的例子，這對於初學者來說，是建立直觀理解的關鍵。這本書的排版也很舒服，代碼塊的展示清晰明瞭，注釋詳細到位，不會讓人在閱讀代碼時感到眼花繚亂。總的來說，這本書在保持專業性的同時，成功地營造瞭一種輕鬆愉快的學習氛圍，讓人願意主動去探索後麵的內容。

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這本書的排版和視覺呈現簡直是一流的享受。在信息爆炸的時代，一本能讓人願意長時間閱讀的書，其物理設計功不可沒。字體選擇的大小和行距都經過瞭精心的設計，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。代碼示例的顔色高亮區分得非常清晰，關鍵語句和變量名一目瞭然，這在閱讀復雜代碼邏輯時，極大地提高瞭效率。我尤其贊賞作者在引入新概念時，會穿插一些曆史背景或者設計哲學的小插麯，這讓枯燥的技術學習過程變得富有故事性。它不隻是教你怎麼寫代碼，更重要的是讓你理解為什麼這些代碼要這樣寫。這種對“道”的追求，而非僅僅停留在“術”的層麵，是這本書區彆於市麵上其他同類書籍的關鍵所在。它在保持技術準確性的同時，成功地將“樂趣”融入到瞭嚴肅的編程教育之中。

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這本書的深度和廣度都讓我感到驚喜。它不僅僅是教你C++的基礎語法，更重要的是，它引導你思考如何用C++去解決實際問題。作者對於麵嚮對象編程（OOP）的講解尤其到位，很多抽象的概念，比如繼承、多態，通過書中精心設計的案例，變得清晰易懂。我特彆喜歡它在每個章節末尾設置的“挑戰自我”環節，這些習題的難度設置很閤理，既能鞏固所學知識，又不會讓人産生挫敗感。我記得有一次，我被一個關於內存管理的知識點睏擾瞭很久，後來在這本書裏找到瞭一個非常巧妙的解釋方法，讓我豁然開朗。這本書的語言風格非常親切，就像一位經驗豐富的導師在旁邊手把手地教你，而不是冷冰冰的教科書。它似乎預料到瞭讀者可能會在哪裏犯錯，並提前給齣瞭預防性的建議。這種對讀者學習過程的細緻考量，使得這本書的實用價值大大提升。

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坦白說，我最初對這類“導學”性質的書籍持保留態度，總覺得它們可能過於淺嘗輒止，無法提供足夠的深度。然而，這本書完全顛覆瞭我的看法。它在基礎知識的講解上做得非常紮實，為後續進階學習打下瞭堅實的基礎。更令人稱道的是，它在介紹C++的現代特性方麵也做得非常齣色，緊跟編程語言的發展趨勢。書中對STL（標準模闆庫）的介紹詳略得當，沒有堆砌API文檔，而是側重於講解如何高效地運用這些強大的工具集。這種注重實戰的教學方式，對我這種希望快速將理論轉化為實踐的讀者來說，簡直是雪中送炭。而且，書中對調試技巧的講解也十分細緻，教會瞭我如何利用IDE的強大功能來排查Bug，這在實際項目中是至關重要的技能。這本書無疑是一本可以伴隨我從入門到初步精通的寶貴資源。

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