信息学奥林匹克竞赛(上)

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出版者:清华大学出版社
作者:
出品人:
页数:207
译者:
出版时间:2005-8
价格:19.80元
装帧:
isbn号码:9787302116363
丛书系列:
图书标签:
  • OI
  • 计算机科学
  • 信息学奥林匹克
  • 竞赛
  • 算法
  • 数据结构
  • 编程
  • C++
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具体描述

《信息学奥林匹克竞赛:国际国内分类试题精解》(2003-2004)(上)收录了2003年至2004年国际国内信息学奥林匹克竞赛的大部分试题。全书对试题进行了类型归纳,并分上、下两册出版。上册包括基础类试题、数据结构类试题、搜索类试题和动态程序设计类试题。下册包括计算几何类试题和构造类试题。全书对每种类型试题作了简要的介绍,所有的试题都给出了具体的算法分析和相应的源代码。

好的,以下是一份围绕《信息学奥林匹克竞赛(上)》这本书的结构和主题,但内容完全不涉及该书具体内容的图书简介,旨在展示其他相关领域或不同侧重点的书籍: 《算法思维与程序设计实践:从基础到进阶》 图书简介 在这个信息爆炸的时代,理解和驾驭计算的本质已成为一项核心能力。本书《算法思维与程序设计实践:从基础到进阶》并非侧重于特定竞赛的解题技巧,而是致力于构建一套扎实、系统且富有前瞻性的计算思维框架。我们旨在引导读者,无论其背景如何,都能掌握现代编程的核心逻辑,理解复杂问题的分解与重构之道。 本书结构分为三大核心部分,层层递进,旨在为读者打造一个坚实的“算法基石”与“实践平台”。 第一部分:计算思维的基石与数据结构的构建 (Fundamentals of Computational Thinking and Data Structure Construction) 本部分聚焦于计算思维的哲学层面与最基础的数据组织形式。我们认为,有效的编程始于清晰的思考。 第一章:计算的本质与逻辑推理 本章从历史角度审视计算科学的发展脉络,探讨图灵机模型对现代计算机的深远影响。重点在于培养抽象思维能力:如何将现实世界中的模糊问题转化为精确的、可计算的步骤?我们引入命题逻辑、谓词逻辑的基本规则,并结合简单的状态机模型,演示逻辑推理在程序控制流设计中的关键作用。我们将分析常见误区,如循环不变量的建立,以及递归定义的精确表达。 第二章:基础数据结构的原型设计 本章深入探讨内存的组织与数据的有效存储。我们不直接讨论复杂结构,而是从最简单的线性结构入手。 数组(Array)与内存寻址: 详细解析数组在底层内存中的连续存储特性,以及索引计算的原理。通过手工模拟内存分配与访问,理解时间复杂度的直观含义(O(1)访问的代价)。 链表(Linked List)的动态性: 探讨指针和引用的本质,如何通过节点间的连接实现灵活的插入与删除操作。我们将对比静态数组与动态链表在特定场景下的优劣,强调“空间换时间”和“时间换空间”的设计权衡。 栈(Stack)与队列(Queue)的抽象操作: 将它们视为受限操作的抽象数据类型(ADT),分析后进先出(LIFO)和先进先出(FIFO)原则在系统调用、任务调度中的应用。通过构建基于数组和链表的简单实现,巩固对操作边界的理解。 第三章:排序与搜索的效率革命 排序与搜索是算法的核心。本章的重点在于理解效率差异的来源。我们不会过多纠缠于竞赛中的极限优化,而是聚焦于算法设计的思想。 初级排序算法的演进: 详细剖析冒泡排序、选择排序和插入排序,理解它们的渐进复杂度,并分析它们在数据规模较小时的实用性。 分治思想的初步应用: 引入快速排序(Quicksort)和归并排序(Mergesort)的核心思想,强调“分而治之”策略如何从根本上突破$O(n^2)$的限制。我们将使用图形化方式模拟递归过程,帮助读者直观把握栈帧的运作。 查找效率的飞跃: 对比线性搜索和二分查找(Binary Search)。重点分析二分查找对数据有序性的依赖,并讨论在非线性结构(如已排序数组的子段)中应用二分法的技巧。 第二部分:面向对象的程序设计与设计模式的初步探索 (Object-Oriented Programming and Introduction to Design Patterns) 本部分将视角从纯粹的函数式处理转向工程化的软件构建,强调代码的可维护性、可扩展性和重用性。 第四章:现代编程范式与封装艺术 本章探讨面向对象编程(OOP)的核心概念,并将其视为管理复杂系统的工具。 类与对象的生命周期: 深入理解构造函数、析构函数的工作原理,以及内存管理(如垃圾回收或手动资源释放)对对象生命周期的影响。 继承、多态与接口的契约精神: 探讨继承的“is-a”关系与组合的“has-a”关系的选择。重点分析多态(Polymorphism)如何通过虚函数或接口实现运行时决策,以及接口(Interface)作为设计契约的重要性。 抽象类与方法重写: 理解抽象基类在定义通用骨架中的作用,以及如何通过重写(Override)实现特定子类的行为定制。 第五章:设计模式的实用案例分析 设计模式是前人经验的结晶。本章精选几个最常用、最能体现设计原则的模式进行剖析,而非罗列。 创建型模式(Creational Patterns): 重点解析工厂模式(Factory Pattern),用于解耦对象的创建过程与使用逻辑,展示如何通过中心化的工厂类实现灵活的产品切换。 结构型模式(Structural Patterns): 深入讲解适配器模式(Adapter Pattern),说明如何使两个原本不兼容的接口协同工作,这是处理遗留系统或第三方库集成时的常用手段。 行为型模式(Behavioral Patterns): 分析观察者模式(Observer Pattern),理解其在实现事件驱动架构(Event-Driven Architecture)中的核心地位,例如GUI编程中的事件处理机制。 第六章:内存管理与性能调优的初步洞察 良好的设计必须以高效的执行为依托。本章引导读者关注程序在实际运行中的表现。 堆与栈的交互: 细致区分动态内存(堆)和静态/自动内存(栈)的使用场景、生命周期与潜在风险(如内存泄漏、栈溢出)。 缓存局部性的影响: 解释CPU缓存的工作原理,并说明为什么数据在内存中的布局(例如,行优先还是列优先)会显著影响算法的实际运行速度,即使渐进复杂度相同。 基本性能分析工具的使用: 介绍如何使用简单的计时器和系统工具来识别代码中的性能瓶颈,强调“测量优先于优化”的原则。 第三部分:图论的直观表达与搜索策略 (Intuitive Graph Theory and Search Strategies) 本部分将主题扩展到非线性结构,图论是描述网络、路径和依赖关系的最强大工具。 第七章:图的表示与遍历的艺术 图结构是连接各个数据点关系的抽象模型。 图的存储:邻接矩阵与邻接表: 详细对比这两种主要表示方法在空间占用和操作效率上的权衡,并讨论稀疏图与稠密图的选择策略。 广度优先搜索(BFS): 深入理解BFS如何保证找到“最短路径”(以边数为权衡标准),并将其应用于寻找迷宫的最短路径或网络中的最小跳数问题。 深度优先搜索(DFS): 分析DFS在拓扑排序、连通分量检测中的核心地位。我们将侧重于DFS的递归实现,并探讨如何使用迭代方式(通过栈)模拟递归过程,以避免深度过大导致的系统限制。 第八章:加权图的路径优化 当路径不仅仅是“条数”而是“成本”时,问题变得更加复杂。 Dijkstra算法的贪心策略: 详细解析Dijkstra算法如何利用贪心选择来构建单源最短路径树,并讨论它对边权为负的情况的局限性。 Bellman-Ford算法与负权环的检测: 当图中存在负权边时,Dijkstra算法失效。本章介绍Bellman-Ford算法,重点在于其能够有效检测是否存在负权环——一个导致最短路径无限减小的结构。 最小生成树(MST)的概念: 引入MST问题,并分析Prim算法和Kruskal算法的设计思路。这两者分别体现了从“点”出发和从“边”出发构建树的策略,是贪心算法的经典范例。 第九章:高级搜索策略与回溯法 本章探讨如何系统地搜索解空间。 回溯法(Backtracking): 将回溯法视为一种带剪枝的DFS。通过解决经典的N皇后问题和数独求解问题,演示如何定义“状态空间树”、如何进行可行性判断和如何进行有效的剪枝,避免无效的搜索分支。 启发式搜索的引入: 简单介绍A搜索算法的核心思想,即如何结合实际代价(g(n))和预估代价(h(n))来指导搜索方向,从而在保证最优性的同时,大幅提高搜索效率。 本书旨在为读者提供一套全面且深入的编程与算法基础,强调思维模型的建立而非应试技巧的堆砌。通过对数据结构、面向对象设计和核心图论算法的系统学习,读者将能够以更自信、更严谨的态度去面对复杂的软件开发与算法挑战。

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读后感

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用户评价

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我是一名信息学竞赛的初学者,之前学习的时候,常常会遇到一些很基础但又很关键的概念理解不清的情况,比如什么是“复杂度分析”,为什么我们要关心时间复杂度和空间复杂度。我非常期待《信息学奥赛(上)》这本书能够从最底层开始,用最通俗易懂的语言,为我讲解这些基础概念。我希望它能详细地介绍大O表示法,并用简单的例子说明如何分析程序的复杂度,比如对循环、递归等结构。同时,我希望它能清晰地解释不同数据结构(如数组、链表、栈、队列)的时间和空间复杂度,以及它们在执行插入、删除、查找等操作时的效率差异。如果书中能包含一些“常见复杂度陷阱”的提示,并给出如何避免这些陷阱的建议,那就更好了。这本书如果能帮我建立起对复杂度分析的正确认知,将对我未来的学习道路产生深远的影响。

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作为一名多年的信息学竞赛教练,我深知一本优秀的教材对于提升学生竞赛成绩的决定性作用。过去,我常常需要花费大量时间从各种渠道搜集资料,整理成适合学生的讲义。《信息学奥赛(上)》的出版,无疑为我提供了一个极佳的参考。我期待这本书能够涵盖竞赛中常见的核心算法和数据结构,并且在内容的深度和广度上都有所突破。例如,在处理字符串算法时,我希望它能详细讲解KMP算法的原理,特别是next数组的构建过程,并提供其在文本匹配、模式识别等方面的实际应用案例。对于图论部分,我希望能看到对Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法的深入剖析,以及它们在解决单源最短路径和所有顶点对最短路径问题时的应用。更重要的是,我希望这本书能提供一些非标准题型的解题思路,教会学生如何从问题描述中抽象出图模型,并灵活运用图算法。此外,如果它能针对一些易错点进行强调,并提供大量的例题和习题,配以详细的解析,那就再好不过了。

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最近我一直在思考如何才能更有效地学习信息学奥林匹克竞赛中的算法知识。我感觉很多时候,虽然我能够看懂代码,但对于算法背后的逻辑和思想却理解得不够深刻,导致在遇到新问题时,不知道如何下手。所以,我非常期待《信息学奥赛(上)》这本书能够在这方面有所建树。我希望它在介绍每一个算法时,都能从“为什么需要这个算法”出发,阐述它要解决的问题的本质,然后逐步引出算法的设计思路和核心思想。比如,在讲解分治算法时,它能否清晰地解释“分而治之”的哲学,并以快速排序、归并排序等经典例子来展示其应用?对于搜索算法,我希望它能深入分析DFS和BFS的搜索策略、状态表示以及剪枝技巧,并说明它们在树的遍历、迷宫求解、状态空间搜索等问题中的不同优势。我更希望书中能穿插一些“思维启发”的小提示,引导读者自己去发现解题的关键,而不是直接给出答案。

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我是一位信息学竞赛的爱好者,一直以来都在寻找一本能够系统性地提升我算法能力的教材。《信息学奥赛(上)》这个书名,让我觉得它非常有潜力成为我的“算法圣经”。我特别希望这本书在讲解算法时,能够注重培养读者的“问题解决能力”,而不仅仅是传授知识。例如,在介绍一些常见的算法模式时,如“二分查找模型”、“双指针模型”、“滑动窗口模型”,我希望它能通过一系列精心设计的例题,让读者理解这些模式的核心思想,并学会如何识别和应用它们。对于搜索算法,我希望它能从回溯法的思想出发,讲解如何有效地剪枝,减少搜索空间,比如在N皇后问题、子集生成等问题中的应用。同时,我希望它能提供一些关于如何将复杂问题转化为简单的搜索问题的思路。

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对于很多像我一样的学生来说,信息学竞赛不仅仅是学习算法,更是培养逻辑思维和问题解决能力的过程。《信息学奥赛(上)》这个书名,让我看到了它在这方面的潜力。我非常期待这本书能够不仅仅停留在算法的讲解,更能引导读者去思考“如何思考”。例如,在介绍一些需要递归解决的问题时,我希望它能重点讲解如何识别递归的基准情况和递归步骤,以及如何通过递归树来辅助理解。对于一些组合数学问题,我希望它能清晰地讲解排列组合的基本原理,以及如何将这些原理应用到计数问题的解决中。我更希望这本书能提供一些关于如何将复杂的组合问题分解为更小的、可管理的部分的策略,并鼓励读者通过尝试和探索来找到最优解。如果这本书能够在我学习算法的同时,也锻炼我的逻辑思维和创造性解题能力,那它就绝对是一本不可多得的佳作。

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作为一名长期沉浸在算法世界里的爱好者,我对任何能够深入浅出、逻辑严谨的算法书籍都充满了好奇。《信息学奥赛(上)》这个名字,让我联想到的是那种能够带我从宏观到微观,层层剥茧,最终领悟算法精髓的书籍。我非常期待它在讲解图算法时,能够将理论推导与图的直观表示紧密结合。比如,在讲解Prim算法和Kruskal算法求解最小生成树时,我希望它能用图示清晰地展示算法的每一步操作,并详细解释它们各自的时间复杂度分析。此外,我非常关心它是否能提供一些关于图论中的高级概念,例如强连通分量、双连通分量等,并阐述它们在解决实际问题中的应用。这本书如果能帮助我更好地理解图的本质,并灵活运用图算法解决复杂的图问题,那将是巨大的收获。

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我是一名刚刚接触信息学奥赛不久的高中生,之前学习都是零散地看一些网上的资料,感觉像在迷宫里摸索,很多概念理解得不够透彻。当我知道有这本《信息学奥赛(上)》时,简直眼前一亮!我的目标是能够扎实地掌握基础算法,为将来的竞赛打下坚实基础。这本书的书名就给我一种“靠谱”的感觉,预示着它会从最基础的概念开始讲起。我特别希望它能在入门阶段就详细介绍不同数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图)的原理、操作以及它们各自的优缺点,并用清晰易懂的语言解释它们在解决问题时的适用场景。对于基础的排序算法,比如冒泡排序、选择排序、插入排序,我希望它能不仅仅给出代码,更能深入分析它们的时空复杂度,并对比它们在不同数据规模下的表现。同时,对于像二分查找这样简单但极其重要的算法,我也期待它能讲解其背后的思想,以及如何避免一些常见的边界条件错误。总而言之,我希望这本书能够像一位经验丰富的老师,循序渐进地引导我,让我能够真正理解每一个知识点,而不是死记硬背。

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一直以来,信息学奥赛的算法学习都存在一个普遍的问题,那就是理论与实践的脱节。很多书可能侧重于算法的理论推导,却忽略了它在实际编程中的应用;有的则只提供代码,却不讲解背后的原理。我希望《信息学奥赛(上)》能够在这方面找到一个完美的平衡点。我期待它能够用清晰的语言和严谨的逻辑,解释每一个算法的理论基础,并辅以大量的、具有代表性的编程实例。这些实例最好能覆盖竞赛中常见的题型,并且难度循序渐进,能够让读者从易到难地掌握算法的运用。比如,在介绍贪心算法时,我希望它能通过多个例子,如活动选择问题、霍夫曼编码等,来展示贪心策略的有效性,并讲解如何证明贪心策略的最优性。对于数据结构,例如堆,我希望能看到它在优先队列、图算法(如Dijkstra)中的实际应用,以及如何用数组高效地实现堆。

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对于任何一个想要在信息学奥赛领域有所成就的人来说,数据结构和算法是绕不开的两座大山。而“上”这个字,往往意味着基础、 foundational。所以我对《信息学奥赛(上)》抱有非常高的期待,希望它能成为我们打好基础的坚实基石。我尤其看重它在介绍各种数据结构时,能否深入讲解它们的内部实现机制。例如,对于二叉搜索树,我希望它能讲解节点的插入、删除、查找操作的原理,以及如何通过平衡二叉树(如AVL树、红黑树)来解决其在极端情况下的性能退化问题。对于图这一非常重要的数据结构,我希望它能详细介绍邻接矩阵和邻接表这两种表示方法,并分析它们在空间利用率和操作效率上的优劣,以及在不同场景下的选择依据。此外,我非常关心这本书是否能提供关于如何设计高效数据结构来解决特定问题的指导,培养读者“用数据结构解决问题”的思维习惯。

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终于等到这本书了!作为一名长期关注信息学奥赛(IOI)的爱好者,特别是那种对算法和数据结构有着深度渴求的学生和教练来说,一本系统性的、能够承载“上”这个厚重含义的教材,简直是雪中送炭。我一直觉得,IOI的训练不仅仅是刷题,更重要的是构建一套完整的知识体系,从基础的排序、查找,到图论、动态规划,再到更高级的数论、计算几何,每一块都至关重要。这本书的出现,让我看到了这种系统性构建的可能性。我最期待的是它能够详细阐述每一个算法的思想来源、推导过程,而不仅仅是给出代码实现。比如,对于动态规划,它能否深入讲解如何识别DP状态、如何设计状态转移方程,甚至提供一些经典DP问题的不同解法和优化思路?对于图论,希望能看到对各种图遍历算法(DFS、BFS)的细致分析,以及它们在解决实际问题(如连通性、最短路径)中的应用,最好能搭配一些具体的图模型示例。还有,我非常关心它在讲解一些抽象概念时,能否提供直观的图示或者生动的比喻,让学习过程更加轻松有趣,而不是枯燥的理论堆砌。这本书如果能做到这一点,那绝对是 IOIer 的宝藏!

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