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内容简介

无处不在的算法》以简单易懂的写作风格,通过解决现实世界常见的问题来介绍各种算法技术,揭示了算法的设计与分析思想。《无处不在的算法》共有41章,分为四大部分,图文并茂,把各种算法的核心思想讲得浅显易懂。《无处不在的算法》可作为高等院校算法相关课程的本科生教材,也可作为研究人员、专业技术人员的常备参考书。

作者简介

无处不在的算法》共有66位作者,主要来自德国、瑞士。由贝特霍尔德?弗金(BertholdV?cking)、赫尔穆特?阿尔特(HelmutAlt)、马丁?迪茨费尔宾格(MartinDietzfelbinger)、吕迪格?赖舒科(RüdigerReischuk)、克里斯蒂安?沙伊德勒(ChristianScheideler)、黑里贝特?沃尔默(HeribertVollmer)、多萝西娅?瓦格纳(DorotheaWagner)领衔编著。

目录

出版者的话
译者序
前言
第一部分 搜索与排序
第1章 二分搜索3
第2章 插入排序8
第3章 快速排序11
第4章 并行排序—追求速度17
第5章 拓扑排序—合理安排任务执行次序25
第6章 快速搜索文本—Boyer-Moore-Horspool算法30
第7章 深度优先搜索37
第8章 Pledge算法—如何从黑暗的迷宫中逃脱46
第9章 图中的回路51
第10章 PageRank—搜索万维网60
第二部分 算术与密码
第11章 大整数相乘—比长乘更快69
第12章 欧几里得算法75
第13章 埃拉托色尼筛法—计算素数表能有多快79
第14章 单向函数的陷阱—掉下去就出不来了88
第15章 一次性加密算法—最简单、最安全的保密方式94
第16章 公钥密码99
第17章 如何共享机密108
第18章 通过电子邮件玩扑克114
第19章 指纹122
第20章 哈希方法131
第21章 编码—防止数据出错或丢失136
第三部分 规划、协同与模拟
第22章 广播—如何迅速发布信息147
第23章 将数字转换为英语单词152
第24章 确定多数—谁当选为班级代表157
第25章 随机数—如何在计算机中创造随机163
第26章 火柴游戏的取胜策略170
第27章 体育联赛日程编排175
第28章 欧拉回路181
第29章 快速画圆186
第30章 计算物理问题的高斯–赛德尔迭代192
第31章 动态规划—计算进化距离198
第四部分 优化
第32章 最短路205
第33章 最小生成树—有时贪心也有回报211
第34章 最大流—在高峰时刻去体育场216
第35章 婚姻介绍人225
第36章 圆闭包232
第37章 在线算法235
第38章 装箱问题239
第39章 背包问题245
第40章 旅行推销商问题250
第41章 模拟退火256

前言/序言

最近几十年来许多技术创新和成果都依赖于算法思想,这些成果广泛应用于科学、医药、生产、物流、交通、通信、娱乐等领域。高效的算法使得你的个人电脑得以运行新一代的游戏,这些复杂的游戏在几年前可能都难以想象。更重要的是这些算法为一些重大科学突破提供了基础。例如,人类基因组图谱解码得以实现与新算法的发明是分不开的,这些算法能将计算速度提高几个数量级。
算法告诉计算机如何处理信息,如何执行任务。算法组织数据,使得我们能有效地搜索。如果没有聪明的算法,我们一定会迷失在互联网这个巨大的数据丛林中。同样,如果没有天才的编码和加密算法,我们也不可能在网络上安全地通信。天气预报与气候变化分析也依靠高效模拟算法。工厂生产线和物流系统有大量复杂的优化问题,只有奇巧的算法能帮助我们解决。甚至当你利用GPS寻找附近的餐厅或咖啡馆时,也要靠有效的最短路计算才能获得满意的结果。
并非像很多人认为的,只有计算机中才需要算法。在工业机器人、汽车、飞机以及几乎所有家用电器中都包含许多微处理器,它们也都依赖算法才能发挥作用。例如,你的音乐播放器中使用聪明的压缩算法,否则小小的播放器会因为存储量不足而无法使用。现在的汽车和飞机中有成百上千的微处理器,算法能帮助控制引擎,减少能耗,降低污染。它们还能控制制动器和方向盘,提高稳定性与安全性。不久的将来,微处理器可能完全替代人,实现汽车的全自动驾驶。目前的飞机已经能做到在从起飞到降落的全过程中无须人工干预。
算法领域最大的进步都来自美好的思想,它指引我们更有效地解决计算问题。我们面对的问题绝不局限于狭义的算术计算,还有很多表面上不是那么“数学化”的问题。例如:
如何走出迷宫?
如何分割一张藏宝图让不同的人分别保存,但只有重新拼合才可能找到宝藏?
如何规划路径,用最小成本访问多个地方?
这些问题极具挑战,需要逻辑推理、几何与组合想象力,还需要创造力才能解决。这些就是设计算法所需要的主要能力。
无处不在的算法》包括不同作者撰写的41篇文章,用非技术化的语言介绍了一些最著名的算法思想。多数文章源自德语大学中发起的科普活动,初衷是让高中生领会算法和计算机科学的奇妙与魅力。阅读《无处不在的算法》不需要任何关于算法和计算的预备知识。我们希望不仅学生,而且包括希望了解迷人的算法世界的成年人都能从《无处不在的算法》中得到启发与乐趣。

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