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出版者:科学出版社

作者:严运国

出品人:

页数:235 页

译者:

出版时间:2005年12月

价格:22.8

装帧:平装

isbn号码:9787030161260

丛书系列:

图书标签:

C++
程序设计
基础
入门
编程
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具体描述

本书为C++程序设计基础教程，在体系结构的确定和内容的选择上，坚持了由浅入深、深入浅出、循序渐进的方针，力求简单明了、通俗易懂，具有较强的可读性和实用性。本书主要面向高职高专理工类学生，也可供普通高校理工科学生、成人高校理工科学生、计算机等级考试考生、计算机培训班学员和C++语言自学者参考和使用。

《算法竞赛入门经典——训练指南》前言当你翻开这本书时，你可能已经对ACM/ICPC、Google Code Jam、TopCoder等算法竞赛有了一定的了解，或者你正准备踏入这个充满挑战与乐趣的领域。本书并非零基础的入门教程，它假定你已经掌握了至少一门主流编程语言（如C++、Java、Python），并具备基本的算法和数据结构知识，例如排序、搜索、链表、树等。这本书是为你量身打造的进阶修炼场，旨在帮助你巩固已有知识，拓展解题思路，提升实战能力，最终在算法竞赛的舞台上脱颖而出。我们深知，理论知识的学习固然重要，但真正能让技术飞跃的，是反复的实践和对复杂问题的深入思考。因此，本书的核心在于精选、剖析和引导。我们精选了大量具有代表性、能够体现不同算法思想、覆盖不同难度的题目，并力求提供清晰、透彻的解题思路和实现方案。我们不希望你仅仅是被动地接受答案，而是希望你通过阅读本书，能够学会如何分析问题、如何设计算法、如何优化代码，从而成为一个独立思考、解决问题的优秀开发者。在算法竞赛的世界里，速度与准确性是制胜的关键。本书将带领你深入理解各种算法的时间和空间复杂度，教你如何在有限的时间内找到最优解。我们会探讨许多经典的算法模型，如动态规划、图论、数论、计算几何等，并结合具体题目，展示它们在实际问题中的应用。此外，我们还会关注一些提升编程效率和代码质量的技巧，例如位运算、STL的巧妙运用、调试技巧等。本书的结构设计旨在循序渐进，由易到难。每一章都围绕一个或几个核心算法主题展开，通过引入背景知识、讲解核心思想，再辅以精心挑选的例题进行深入剖析。每道例题都不仅仅是给出代码，更重要的是解释为什么这样设计，为什么这种方法是最优的，以及在这个过程中可能遇到的陷阱和注意事项。我们鼓励你在阅读例题之前，尝试自己独立思考，动手编写代码，然后再与书中的分析进行对照，找出自己的不足之处。算法竞赛的道路充满挑战，但也是一条乐趣无穷的学习之旅。在这里，你将遇到各种奇妙的数学问题，体验将抽象概念转化为具体程序的成就感，更重要的是，你会结识一群志同道合的朋友，共同成长。希望本书能够成为你在这条道路上可靠的伙伴，助你不断突破自我，实现自己的目标。第一部分：基础算法的深化与拓展在掌握了基础算法之后，我们首先要做的就是进一步夯实这些基石，并学会如何将它们灵活地应用于更复杂的问题。本部分将聚焦于排序、查找、贪心算法、分治算法等基础但至关重要的算法，并通过一系列进阶题目，展示它们的变种和组合应用。第一章：高级排序与查找技巧除了快速排序、归并排序这些耳熟能详的算法，我们还将深入探讨它们的优化版本，例如三路快排在处理大量相同元素时的优势，以及基数排序在特定数据范围内的效率。同时，我们将学习如何将二分查找的思想扩展到非严格单调的序列，以及在二维数组或更复杂数据结构中进行高效查找的策略。核心内容：三路快排与随机化快排的实现及适用场景。堆排序的原理与应用，构建优先队列。对数器（Fenwick Tree）与线段树（Segment Tree）的预备知识，作为后续高级数据结构的铺垫。二分查找的各种变种：查找第一个/最后一个大于/小于等于某个值的元素，在旋转排序数组中的查找。跳跃搜索、插值查找的原理与局限性。字符串匹配算法基础：朴素匹配，以及KMP算法的核心思想和应用。第二章：贪心算法的艺术贪心算法以其简洁直观的特点受到青睐，但正确设计一个贪心策略需要深刻的洞察力。本章将通过一系列经典问题，如活动选择、霍夫曼编码、最小生成树（Prim算法的思想雏形）等，来阐述如何识别问题的最优子结构和贪心选择性质。我们会分析贪心算法适用的条件，以及何时它可能失效，从而避免掉入“局部最优不等于全局最优”的陷阱。核心内容：活动选择问题与区间调度问题。背包问题（0/1背包的贪心近似解，分数背包的精确解）。霍夫曼编码的构建过程与证明。图的遍历与连通性：理解并查集（Disjoint Set Union）在处理连通分量时的优雅。图的最小生成树：Prim算法和Kruskal算法的贪心思想，以及它们的效率比较。区间覆盖问题与部分区间调度问题的贪心解法。分析贪心算法正确性的通用方法（数学归纳法，反证法）。第三章：分治策略与递归思维分治算法是将大问题分解为小问题，分别解决后再合并答案。本章将深入探讨快速幂、归并排序背后的分治思想，并将其推广到更广泛的应用，例如计算逆序对、最接近点对问题。我们将强调递归函数的设计，以及如何通过记忆化搜索（Memoization）来优化重复计算，为动态规划打下基础。核心内容：快速幂算法的原理与应用。归并排序中的计数逆序对。最接近点对问题的分治求解思路。理解主定理（Master Theorem）用于分析分治算法的时间复杂度。使用分治思想解决数组中的众数问题。递归树的绘制与分析。第二部分：经典算法模型与进阶应用在掌握了基础算法的深入应用后，我们将进入更具挑战性的算法模型，这些模型是解决许多复杂问题的基石，也是算法竞赛中的常客。第四章：动态规划（DP）的精髓动态规划是算法竞赛中最重要的技术之一。本章将从最基础的斐波那契数列开始，逐步讲解状态转移方程的定义、递推关系的书写，以及如何通过自顶向下（带备忘录的递归）和自底向上（迭代）两种方式实现DP。我们将覆盖一维DP、二维DP，并引入经典的DP问题，如背包问题（0/1、完全、多重）、最长公共子序列、最长递增子序列、硬币找零等。核心内容：状态定义与状态转移方程的构建。一维DP：爬楼梯、斐波那契数列、打家劫舍。二维DP：最长公共子序列（LCS）、最长公共子串、编辑距离、0/1背包问题。完全背包、多重背包问题的DP解法。最长递增子序列（LIS）的O(n log n)解法。区间DP：石子合并、回文分割。状态压缩DP（初步介绍）：例如旅行商TSP的简化版本。 DP的优化技巧：如利用单调队列优化DP。第五章：图论算法的探索图论是解决连通性、路径、网络流等问题的强大工具。本章将深入图的表示方法（邻接矩阵、邻接表），以及经典的图遍历算法（DFS、BFS）的变种应用。随后，我们将重点讲解最短路径算法（Dijkstra、Bellman-Ford、Floyd-Warshall）和最小生成树算法（Prim、Kruskal），并初步介绍拓扑排序、强连通分量等概念。核心内容：图的存储：邻接矩阵与邻接表。深度优先搜索（DFS）与广度优先搜索（BFS）的应用：连通分量、二分图判定。单源最短路径：Dijkstra算法（及其堆优化）、Bellman-Ford算法（处理负权边）。所有顶点对最短路径：Floyd-Warshall算法。无权图的最短路径：BFS的直接应用。最小生成树：Prim算法与Kruskal算法（结合并查集）。图的拓扑排序：解决有向无环图（DAG）中的问题。 Tarjan算法或Kosaraju算法：求解强连通分量。二分图匹配（初步介绍）。第六章：数论基础与应用数论在算法竞赛中扮演着越来越重要的角色，尤其是在涉及整数性质、模运算、素数等问题时。本章将从基础的整除、同余、模运算开始，深入讲解质数判定（试除法、Miller-Rabin）、素数筛法（埃氏筛、线性筛）、最大公约数（GCD）与最小公倍数（LCM）、欧几里得算法、扩展欧几里得算法。我们将利用这些工具解决模方程、线性同余方程、中国剩余定理等问题。核心内容：整除、约数、倍数、素数、合数。欧几里得算法求GCD。扩展欧几里得算法：求解线性同余方程 ax ≡ b (mod m)。模运算性质与应用：快速幂（再次强调）、模逆元。质数判定：试除法、米勒-拉宾素性检验（Miller-Rabin Primality Test）。素数筛法：埃拉托斯特尼筛法（Sieve of Eratosthenes）、线性筛。唯一分解定理与应用。中国剩余定理（Chinese Remainder Theorem）。费马小定理与欧拉定理。组合数模运算：Lucas定理。第三部分：高级算法与专题本部分将触及一些更高级的算法和数据结构，它们通常能够解决更复杂、更抽象的问题，是竞赛高手必备的技能。第七章：字符串算法的进阶除了KMP算法，本章将深入探讨更强大的字符串匹配算法，如Boyer-Moore算法。我们还将学习字符串匹配的另一个利器——后缀数组（Suffix Array）与后缀自动机（Suffix Automaton），它们能够高效地解决许多与子串、最长公共子串、重复子串等相关的问题。核心内容： Boyer-Moore算法的“坏字符”和“好后缀”规则。后缀数组的构建（O(n log n)或O(n)）与LCP数组。利用后缀数组解决LCS、最长重复子串等问题。后缀自动机的基本概念、构建（O(n)）与应用。 AC自动机（Aho-Corasick Automaton）：多模式匹配。第八章：计算几何初步计算几何在图形学、机器人学等领域有广泛应用，在算法竞赛中也常出现。本章将介绍点、线、多边形等基本几何对象，以及它们之间的关系。我们将学习如何进行点积、叉积运算，判断点与直线/线段的关系，计算交点，并介绍凸包（Convex Hull）的构建算法（如Graham扫描法、Andrew单调多边形法）。核心内容：点、向量、线段、直线表示。点积与叉积的几何意义与计算。判断点在直线/线段的哪一侧。判断两条线段是否相交。计算直线和线段的交点。多边形的面积计算。凸包的定义与构建算法：Graham扫描法、Andrew单调多边形法。判断点是否在多边形内。第九章：数据结构的高级应用除了基础的数组、链表、栈、队列、树，本章将重点介绍并深入理解更高级、更通用的数据结构，它们能够大幅提升算法的效率。我们将详细讲解平衡二叉搜索树（AVL、红黑树的原理与应用，STL中的std::set, std::map）、堆（Priority Queue）的变种（如二项堆、斐波那契堆的理论）、字典树（Trie）及其在字符串匹配、前缀查询中的应用、以及哈希表（Hash Table）的原理与冲突解决方法。核心内容：平衡二叉搜索树：AVL树、红黑树的核心思想和时间复杂度保证。STL中set/map的底层实现。堆（Heap）与优先队列（Priority Queue）：堆排序、Dijkstra算法优化、Huffman编码。字典树（Trie）：字符串插入、查找、前缀匹配、词频统计。哈希表（Hash Table）：散列函数设计、冲突解决（链地址法、开放寻址法）。位图（Bitmap）与布隆过滤器（Bloom Filter）：空间效率极高的集合表示。线段树（Segment Tree）与树状数组（Fenwick Tree）：区间查询与更新（本章作为后续更复杂应用的数据结构基础）。第四部分：实战演练与题型归纳理论学习离不开实践检验，本部分将汇集各类典型题型，并结合前面章节的算法知识，进行深入的分析和指导，帮助读者将所学知识融会贯通。第十章：模拟与构造题这类题目往往不需要复杂的算法，但对思维的严谨性、细节的处理能力要求极高。我们将通过一些需要细致模拟游戏规则、物理过程或根据已知信息反向构造特定结构的题目，来锻炼读者的逻辑推理和代码实现能力。第十一章：搜索与回溯的技巧深度优先搜索（DFS）是解决搜索类问题最常用的方法。本章将讲解如何设计DFS的状态表示、剪枝策略，以及如何利用回溯法来解决组合问题、排列问题、迷宫问题、八皇后问题等。我们将深入分析各种搜索算法的时间复杂度，并学习如何优化搜索空间。第十二章：数学题的解法许多算法竞赛题目都蕴含着深刻的数学思想。本章将结合数论、组合数学、概率论等知识，讲解如何将数学模型转化为算法，以及如何利用数学性质来简化问题。我们将回顾并应用前面章节的数论知识，解决更复杂的数学问题。第十三章：数据结构与算法的组合运用在真实的竞赛场景中，往往需要将多种算法和数据结构巧妙地结合起来才能解决问题。本章将重点分析那些需要组合运用多种技术的题目，例如使用线段树维护图的连通性，或结合DP和字符串算法解决复杂问题。附录：常用STL容器与算法速查为了提高编程效率，熟悉并熟练运用C++标准模板库（STL）至关重要。附录将提供常用STL容器（vector, list, deque, set, map, queue, stack, priority_queue等）及其重要操作的简要说明，以及常用算法（sort, find, binary_search, lower_bound, upper_bound等）的介绍，并给出一些STL的高级技巧和注意事项。结束语算法竞赛的道路是一场马拉松，而非短跑冲刺。本书为你提供的是一系列的训练方法和工具，真正的飞跃需要你持续不断地练习、反思和总结。我们鼓励你在阅读本书的同时，积极参与在线判题系统（如POJ, HDU, Codeforces, LeetCode等）的题目练习，将书中的理论知识转化为解决实际问题的能力。记住，每一次WA（Wrong Answer）都是一次学习的机会，每一次TLE（Time Limit Exceeded）都促使你思考更优的算法。祝你在算法的海洋中扬帆远航，找到属于你的那片星辰大海！

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的语言风格有一种老派的严谨美，作者在叙事时保持了一种沉稳的、不带感情色彩的专业态度，但这种严谨丝毫没有影响其清晰度。它不追求花哨的修饰，一切都围绕着“准确”和“有效”展开。我特别喜欢它在介绍某些复杂语法结构时，会引用C++标准草案中的描述作为佐证，这极大地增强了读者对语言规范的敬畏感和理解力。虽然它的“故事性”不如一些流行读物丰富，但对于一个希望系统性掌握C++这门强大而复杂的语言的求知者来说，这种直击核心的写作方式无疑是最可靠的导航图。它不像是在“教”你编程，更像是在“引导”你去阅读和理解这门语言的本质。每读完一节，总有一种“原来如此”的豁然开朗感，这本书真正做到了知识传递的精准无误。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和学习支持做得非常人性化，这对于长时间面对代码和文字的读者来说，太重要了。字体选择清晰易读，代码块的缩进和高亮处理得当，即使用户在光线不佳的环境下长时间阅读，眼睛也不容易疲劳。更值得称赞的是，每一章末尾都附带了“自我检验”环节，这些问题大多是开放式的，需要你综合运用本章所学知识进行分析和解答，而不是简单的填空题或选择题，这有效检验了我们是否真正掌握了概念，而非仅仅是“看懂了”。而且，作者在行文中时不时会穿插一些“历史花絮”或者“陷阱提醒”，比如某些C++标准版本之间的细微差异，或者新手常常会踩到的内存泄漏的经典错误，这些小小的提示，汇聚成了宝贵的实战经验，避免了我们在实际编程中走不必要的弯路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计实在是太巧妙了，它不像很多教材那样死板地罗列知识点，而是构建了一个完整的知识体系。从面向过程的思维导入，到逐步过渡到C++特有的类和对象概念，整个逻辑链条衔接得天衣无缝。尤其欣赏它处理异常处理和文件I/O的部分，讲解得极为透彻，不仅仅是告诉你 `try-catch` 怎么用，更深入剖析了异常安全性的重要性。我特别注意到，它在讲解面向对象三大特性时，用了一个贯穿全书的案例项目——一个简单的图形库模拟，这样就使得抽象的概念有了具体的载体，理论结合实践的效果达到了极致。读完这一部分，我对“封装”、“继承”和“多态”的理解不再停留在死记硬背的层面，而是真正理解了它们在软件设计中的作用和价值。这种高屋建瓴的讲解方式，让这本书不仅仅是一本工具书，更像是一本编程思想的启蒙读物。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始拿起这本书，我有点担心它的深度。市面上很多基础教材往往在初期铺垫太多，真正深入核心概念时就草草收场，无法满足想进一步提升的读者。然而，这本书出乎意料地在适当地地方进行了拓宽。比如，在讲解模板（Templates）时，它并没有满足于教会读者如何编写函数模板和类模板，而是花了一个章节专门讨论了模板元编程（Template Metaprogramming）的雏形和应用场景，虽然只是浅尝辄止，但无疑为有志于深入C++高阶特性的读者打开了一扇窗。另外，关于STL（标准模板库）的使用，它也做得非常实用，不仅介绍了常用的容器和算法，还强调了容器选择背后的性能考量，比如什么时候该用 `vector`，什么时候应该优先考虑 `list`。这种既关注“怎么做”又关注“为什么这么做”的深度，让我感觉物超所值，它成功地跨越了入门和进阶之间的那道鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为初学者量身定做的，那种循序渐进的讲解方式，让人感觉作者真的站在我们的角度思考。它没有上来就堆砌那些晦涩难懂的专业术语，而是从最基本的概念入手，比如变量、数据类型这些，用非常生活化的比喻来解释，读起来一点都不觉得枯燥。我记得它讲到指针的时候，用了好几页篇幅，画了大量的图示来辅助理解内存地址的概念，这对很多望而生畏的C++初学者来说，简直是福音。而且，书里提供的代码示例都非常精炼，每一个小段落看完，你都能立刻动手敲一遍，马上就能看到效果，这种即时反馈的学习过程，极大地增强了我的学习动力。我本来以为自己对编程零基础，肯定看不懂，但跟着这本书的节奏走下来，不知不觉间，我已经能自己写出一些简单的小程序了，那种成就感，是别的东西替代不了的。它对基础知识的夯实非常到位，为后续学习更高级的特性打下了坚实的地基。

评分☆☆☆☆☆