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算法学习与应用从入门到精通

作者 张玲玲
出版社 人民邮电出版社
出版日期 2016-09-01
页数 366
格式 Paper book / ebook (PDF)
ISBN 9787115418852
价格 69
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出版信息

ISBN:9787115418852
语言:简体中文
包装/印刷类型:1
开本:16开
出版时间:2016-09-01
页数:366

内容简介

本书介绍了算法和数据结构的基础知识,包括基础算法思想、简单数据结构、复杂数据结构、排序和查找算法等内容;下篇用4章的篇幅介绍了用数据结构解决实际问题的相关程序,包括解决数学问题、数据结构问题、算法经典问题等内容以及信息学奥赛部分试题的程序,最后一章介绍了与算法和数据结构相关的常见面试题。

算法是程序的灵魂,只有掌握了算法,才能轻松地驾驭程序开发。算法能够告诉开 发者在面对一个项目功能时用什么思路去实现,有了这个思路后,编程工作只需遵循这个思路去实现即可。本书循序渐进、由浅入深地详细讲解了算法实现的核心技术,并通过具体实例的实现过程演练了各个知识点的具体使用流程。

全书共20章,其中,第 1章讲解了算法为什么是程序的灵魂;第 2~8章分别讲解了常用的算法,如线性表、队列和栈,树,图,查找算法,内部排序算法,外部排序算法等知识,这些内容都是算法技术核心的语法知识;第9~15章分别讲解了经典的数据结构问题、解决数学问题、解决趣味问题、解决图像问题、算法的经典问题、解决奥赛问题、常见算法应用实践等高 级编程技术,这些内容是算法技术的重点和难点;第 16~20章分别通过5个综合实例的实现过程,介绍了算法在综合开发项目中的使用流程和发挥的作用。全书内容以“技术解惑”和“实践应用”贯穿全书,引 领读者全面掌握算法的核心技术。

本书不但适合算法研究和学习的初学者,也适合有一定算法基础的读者,还可以作为大中专院校相关专业师生的学习用书和培训学校的教材。

图书目录

目录

第 1章 算法是程序的灵魂 1

(视频总计18分钟,技术解惑1个)

1.1 算法的基础 2

1.1.1 算法的特征 2

1.1.2 何为算法 2

1.2 计算机中的算法 3

1.2.1 认识计算机中的算法 3

1.2.2 为什么说算法是程序的

灵魂 4

1.3 在计算机中表示算法的方法 4

1.3.1 用流程图来表示算法 4

1.3.2 用N-S流程图来表示算法 6

1.3.3 用计算机语言表示算法 6

1.4 技术解惑 6

第 2章 常用的算法思想 8

(视频总计51分钟,实例15个,技术解惑8个)

2.1 枚举算法思想 9

2.1.1 枚举算法基础 9

2.1.2 实战演练—百钱买百鸡 9

2.1.3 实战演练—解决

“填写运算符”问题 10

2.2 递推算法思想 12

2.2.1 递推算法基础 12

2.2.2 实践演练—解决

“斐波那契数列”问题 12

2.2.3 实践演练—解决

“银行存款”问题 14

2.3 递归算法思想 15

2.3.1 递归算法基础 15

2.3.2 实践演练—解决“汉诺塔”

问题 16

2.3.3 实践演练—解决“阶乘”

问题 18

2.4 分治算法思想 19

2.4.1 分治算法基础 19

2.4.2 实践演练—解决

“大数相乘”问题 19

2.4.3 实践演练—欧洲冠 军杯

比赛日程安排 21

2.5 贪心算法思想 23

2.5.1 贪心算法基础 23

2.5.2 实践演练—解决“装箱”

问题 24

2.5.3 实践演练—解决

“找零方案”问题 26

2.6 试探法算法思想 27

2.6.1 试探法算法基础 27

2.6.2 实践演练—解决

“八皇后”问题 28

2.6.3 实践演练—体彩29选

7彩票组合 29

2.7 迭代算法 30

2.7.1 迭代算法基础 30

2.7.2 实践演练—解决

“求平方根”问题 31

2.8 模拟算法思想 32

2.8.1 模拟算法的思路 32

2.8.2 实践演练—解决

“猜数字游戏”问题 32

2.8.3 实践演练—解决

“掷骰子游戏”问题 33

2.9 技术解惑 34

2.9.1 衡量算法的标准是什么 34

2.9.2 在什么时候选择使用

枚举法 36

2.9.3 递推和递归有什么差异 36

2.9.4 总结分治法能解决什么

类型的问题 37

2.9.5 分治算法的机理是什么 37

2.9.6 为什么说贪婪算法并不是**

优解决问题的方案 37

2.9.7 回溯算法会影响算法

效率吗 38

2.9.8 递归算法与迭代算法

有什么区别 38

第3章 线性表、队列和栈 39

(视频总计35分钟,实例9个,技术解惑5个)

3.1 线性表详解 40

3.1.1 线性表的特性 40

3.1.2 顺序表操作 41

3.1.3 实践演练—顺序表操作

函数 44

3.1.4 实践演练—操作顺

序表 45

3.1.5 链表操作 48

3.1.6 实践演练—定义链表操作

函数 51

3.1.7 实践演练—操作链表 52

3.2 先进先出的队列详解 53

3.2.1 什么是队列 54

3.2.2 链队列和循环队列 55

3.2.3 队列的基本操作 55

3.2.4 队列的链式存储 55

3.2.5 实践演练—完整的顺序

队列的操作 56

3.2.6 实践演练—完整的循环

队列的操作 57

3.2.7 实践演练—实现一个

排号程序 59

3.3 后进先出栈 60

3.3.1 什么是栈 61

3.3.2 栈的基本分类 61

3.3.3 实践演练—栈操作

函数 63

3.3.4 实践演练—测试栈

操作 64

3.4 技术解惑 65

3.4.1 线性表插入操作的时间

复杂度是多少 65

3.4.2 线性表删除操作的时间

复杂度是多少 65

3.4.3 线性表按值查找操作的

时间复杂度是多少 66

3.4.4 线性表链接存储(单链表)

操作的11种算法是什么 66

3.4.5 堆和栈的区别是什么 70

第4章 树 71

(视频总计35分钟,实例9个,技术解惑5个)

4.1 树基础 72

4.1.1 什么是树 72

4.1.2 树的相关概念 72

4.2 二叉树详解 73

4.2.1 二叉树的定义 73

4.2.2 二叉树的性质 74

4.2.3 二叉树存储 75

4.2.4 操作二叉树 77

4.2.5 遍历二叉树 79

4.2.6 线索二叉树 82

4.2.7 实践演练—测试二叉树

操作函数 85

4.2.8 实践演练—C++的二叉树

操作 87

4.2.9 实践演练—实现各种线索

二叉树的操作 89

4.2.10 实践演练—测试线索

二叉树的操作 91

4.3 霍夫曼树 92

4.3.1 霍夫曼树基础 93

4.3.2 实践演练—实现各种

霍夫曼树操作 95

4.3.3 实践演练—测试霍夫曼树

的操作 97

4.3.4 总结霍夫曼编码的算法

实现 98

4.4 技术解惑 100

4.4.1 树和二叉树的差别是

什么 100

4.4.2 二叉树和链表的效率谁

更牛 100

4.4.3 如何打印二叉树中的

所有路径 100

第5章 图 101

(视频总计40分钟,实例8个,技术解惑4个)

5.1 图的起源 102

5.2 图的相关概念 103

5.3 存储结构 105

5.3.1 表示顶点之间相邻关系的

邻接矩阵 106

5.3.2 邻接表 107

5.3.3 十字链表 108

5.3.4 实践演练—创建一个邻接

矩阵 109

5.3.5 实践演练—测试霍夫曼树

的操作 111

5.4 图的遍历 112

5.4.1 深度优先搜索 113

5.4.2 广度优先搜索 114

5.4.3 实践演练—求一条包含

图中所有顶点的简单

路径 117

5.4.4 实践演练—求距v0的

各顶点中**短路径长度

**长的一个顶点 118

5.4.5 实践演练—实现图的

遍历操作方法 118

5.4.6 实践演练—实现图的

遍历操作 120

5.5 图的连通性 120

5.5.1 无向图连通分量 121

5.5.2 **小生成树 121

5.5.3 实践演练—创建一个**小

生成树 123

5.5.4 实践演练—调用**小生成

树函数实现操作 123

5.5.5 关键路径 124

5.6 寻求**短路径 128

5.6.1 求某一顶点到其他各顶点的

**短路径 128

5.6.2 任意一对顶点间的

**短路 129

5.6.3 实践演练—创建**短路径

算法函数 131

5.6.4 实践演练—调用**短路径

算法实现测试 132

5.7 技术解惑 132

5.7.1 几种**短路径算法的

比较 132

5.7.2 邻接矩阵与邻接表的

对比 134

5.7.3 如何表示有向图的十字链表

存储 135

5.7.4 比较深度优先算法和广度

优先算法 135

第6章 查找算法 136

(视频总计37分钟,实例8个,技术解惑3个)

6.1 几个相关概念 137

6.2 基于线性表的查找法 137

6.2.1 顺序查找法 137

6.2.2 实践演练—实现顺序查找

算法 138

6.2.3 实践演练—改进的顺序

查找算法 139

6.2.4 折半查找法 140

6.2.5 实践演练—使用折半查找

算法查找数据 140

6.2.6 实践演练—查找10个已

排好序的数 141

6.2.7 分块查找法 142

6.3 基于树的查找法 143

6.3.1 二叉排序树 143

6.3.2 实践演练—将数据插入到

二叉树节点中 147

6.3.3 实践演练—删除二叉树中

一个节点 148

6.3.4 平衡二叉排序树 150

6.4 哈希法 155

6.4.1 哈希法的基本思想 155

6.4.2 构造哈希函数 155

6.4.3 处理冲突 156

6.4.4 哈希表的查找过程 157

6.5 索引查找 158

6.5.1 索引查找的过程 158

6.5.2 实践演练—索引查找法

查找指定的关键字 158

6.5.3 实践演练—实现索引查找并插入一个新关键字 160

6.6 技术解惑 161

6.6.1 分析查找算法的性能 161

6.6.2 演示对二叉树的完整

操作 162

6.6.3 分析哈希法的性能 164

第7章 内部排序算法 166

(视频总计39分钟,实例10个,技术解惑6个)

7.1 排序基础 167

7.1.1 排序的目的和过程 167

7.1.2 内部排序与外部排序 167

7.1.3 稳定排序与不稳定排序 167

7.2 插入排序算法 168

7.2.1 直接插入排序 168

7.2.2 实践演练—编写直接插入

排序算法 169

7.2.3 实践演练—插入排序算法

对数据进行排序处理 169

7.2.4 折半插入排序 170

7.2.5 表插入排序 170

7.2.6 希尔排序 171

7.2.7 实践演练—使用希尔排序

算法对数据进行排序

处理 172

7.2.8 实践演练—使用希尔排序

处理数组 173

7.3 交换类排序法 174

7.3.1 冒泡排序(相邻比序法) 174

7.3.2 快速排序 174

7.3.3 实践演练—用冒泡排序

算法实现对数据的排序

处理 175

7.3.4 实践演练—使用快速排序

算法 177

7.4 选择类排序法 178

7.4.1 直接选择排序 178

7.4.2 树形选择排序 179

7.4.3 堆排序 179

7.4.4 实践演练—直接选择排序

算法对数据的排序处理 181

7.4.5 实践演练—堆排序算法

实现排序处理 182

7.5 归并排序 183

7.5.1 归并排序思想 183

7.5.2 两路归并算法的思路 184

7.5.3 实现归并排序 185

7.5.4 实践演练—用归并算法

实现排序处理 186

7.5.5 实践演练—使用归并排序

算法求逆序对 188

7.6 基数排序 189

7.6.1 多关键字排序 189

7.6.2 链式基数排序 189

7.7 技术解惑 192

7.7.1 插入排序算法的描述是

什么 192

7.7.2 希尔排序和插入排序谁

更快 192

7.7.3 快速排序的时间耗费是

多少 192

7.7.4 堆排序与直接选择排序的

区别是什么 193

7.7.5 归并排序的效率如何,应该

如何选择 193

7.7.6 综合比较各种排序方法 193

第8章 外部排序算法 195

(视频总计32分钟)

8.1 外部信息概览 196

8.1.1 磁带存储器 196

8.1.2 磁盘存储器 197

8.2 外部排序的基本方法 198

8.2.1 磁盘排序 198

8.2.2 磁带排序 201

8.3 文件的基础知识 204

8.4 文件组织方式 205

8.4.1 顺序文件 205

8.4.2 索引文件 205

8.4.3 ISAM文件 206

8.4.4 VSAM文件 207

8.4.5 散列文件 209

8.4.6 多关键字文件 209

第9章 经典的数据结构问题 211

(视频总计31分钟,实例5个)

9.1 约瑟夫环 212

9.2 大整数运算 214

9.2.1 数组实现大整数运算 214

9.2.2 链表实现大整数运算 220

9.3 计算机进制转换 224

9.4 中序表达式转换为后序表达式 227

第 10章 解决数学问题 231

(视频总计36分钟,实例12个)

10.1 **大公约数和**小公倍数 232

10.2 哥德巴赫猜想 233

10.3 完全数 235

10.4 亲密数 237

10.5 自守数 238

10.6 方程求解 239

10.6.1 用高斯消元法解方程组 239

10.6.2 用二分法解非线性

方程 242

10.6.3 用牛顿迭代法解非线性

方程 243

10.7 矩阵运算 244

10.8 实现n×n整数方阵的转置 246

10.9 一元多项式运算 247

10.9.1 一元多项式的加法运算 247

10.9.2 一元多项式的减法

运算 250

第 11章 解决趣味问题 257

(视频总计43分钟,实例16个)

11.1 歌星大奖赛 258

11.2 借书方案 258

11.3 打鱼还是晒网 259

11.4 捕鱼和分鱼 260

11.5 出售金鱼 261

11.6 平分七筐鱼 262

11.7 绳子的长度和井深 263

11.8 鸡兔同笼 264

11.9 汉诺塔 265

11.9.1 递归法 266

11.9.2 非递归法 267

11.10 马踏棋盘 268

11.10.1 使用循环查找法 269

11.10.2 使用递归法 271

11.10.3 使用栈方法 272

11.11 三色球问题 275

11.12 新郎和新娘问题 276

11.13 计算年龄 278

第 12章 解决图像问题 279

(视频总计31分钟,实例6个)

12.1 “八皇后”问题 280

12.1.1 使用递归法 280

12.1.2 使用循环法 282

12.2 生命游戏 284

12.3 黑白棋问题 287

12.4 “骑士迷宫”问题 293

12.5 找出迷宫问题中的所有路径 298

第 13章 算法的经典问题 300

(视频总计36分钟,实例8个)

13.1 存钱利息**大化 301

13.2 背包问题 303

13.2.1 使用动态规划法 303

13.2.2 使用递归法 307

13.3 农夫过河 309

13.4 三色旗问题 311

13.5 取石子 313

13.6 停车场管理 316

13.7 约瑟夫生死者游戏 323

第 14章 解决奥赛问题 325

(视频总计55分钟,实例7个)

14.1 孪生素数问题 326

14.2 百钱买百鸡问题 327

14.3 马克思手稿中的数学题 328

14.4 正整数分解质因数 329

14.5 水仙花数 330

14.6 素数 330

14.6.1 求1000以内的所有

素数 331

14.6.2 求1000以内的回文

素数 332

14.6.3 求1000以内的平方回

文数 333

14.7 阶乘 333

14.7.1 使用递归法 334

14.7.2 实现大数的阶乘 335

14.8 青蛙过河 339

14.9 过河卒 342

14.10 素数组合 344

14.11 校验码问题 346

14.12 老师排座位 347

14.13 模拟立体图 349

14.14 采药问题 351

14.15 等价表达式问题 352

14.16 购买年货问题 355

第 15章 常见算法应用实践 358

(视频总计26分钟,实例7个)

15.1 实现Ping功能中的校验和

算法 359

15.2 24点游戏算法 363

15.3 洗牌 368

15.4 21点游戏 370

15.5 2048游戏 375

15.6 引用计数算法 386

15.7 猫捉老鼠游戏 388

第 16章 俄罗斯方块游戏 393

(视频总计42分钟,综合实例1个)

16.1 游戏功能描述 394

16.2 游戏总体设计 394

16.2.1 功能模块设计 394

16.2.2 数据结构设计 396

16.2.3 构成函数介绍 397

16.3 游戏具体实现 398

16.3.1 预处理 398

16.3.2 主函数—递归算法 400

16.3.3 初始化界面处理—

分治算法 401

16.3.4 时钟中断处理 402

16.3.5 成绩、速度和帮助

处理 403

16.3.6 满行处理—碰撞检

测算法 403

16.3.7 方块显示和消除处理—

分治算法 405

16.3.8 游戏方块操作判断

处理—枚举算法 406

第 17章 学生成绩管理系统 409

(视频总计36分钟,综合实例1个)

17.1 系统总体描述 410

17.1.1 开发目标和项目背景

介绍 410

17.1.2 系统功能模块 410

17.2 系统总体设计 411

17.2.1 功能模块设计 411

17.2.2 数据结构设计 413

17.2.3 构成函数介绍 413

17.3 系统具体实现 415

17.3.1 预处理 415

17.3.2 主函数main—

递归算法 415

17.3.3 系统主菜单函数—

模拟算法 416

17.3.4 表格显示信息 417

17.3.5 信息查找定位—

分治算法 417

17.3.6 格式化输入数据—

递归、分治算法 418

17.3.7 增加学生记录—

试探算法 418

17.3.8 查询学生记录—

分治算法 419

17.3.9 删除学生记录—分治、

递归算法 420

17.3.10 修改学生记录—递归、

 模拟算法 421

17.3.11 插入学生记录—

 递推算法 421

17.3.12 统计学生记录—

 分治算法 423

17.3.13 排序处理—插入排序

 算法 423

17.3.14 存储学生信息 424

第 18章 绘图板系统 428

(视频总计42分钟,综合实例1个)

18.1 项目规划分析 429

18.1.1 绘图板的核心技术 429

18.1.2 功能描述 429

18.1.3 总体设计 429

18.2 设计数据结构 430

18.2.1 设计数据结构 430

18.2.2 规划系统函数 430

18.3 具体编码 432

18.3.1 预处理模块 432

18.3.2 功能控制模块—递推、

递归算法 434

18.3.3 保存加载模块—

递归算法 435

18.3.4 鼠标控制模块—枚举、

递归算法 436

18.3.5 图形绘制模块—递归、

分治、枚举、递推

算法 437

18.3.6 主函数模块—模拟、

递归算法 447

18.4 项目调试 451

第 19章 UDP传输系统 452

(视频总计45分钟,综合实例1个)

19.1 项目规划分析 453

19.1.1 功能描述 453

19.1.2 功能模块设计 453

19.1.3 系统流程图 454

19.1.4 广播消息发送流程 454

19.1.5 广播消息接收流程图 455

19.1.6 多播消息接收流程图 456

19.2 设计数据结构 457

19.2.1 定义常量 457

19.2.2 定义全局变量 458

19.3 规划系统函数 458

19.4 具体编码 459

19.4.1 预处理 460

19.4.2 初始化模块处理 460

19.4.3 获取参数—

枚举算法 461

19.4.4 用户帮助模块—

递归算法 462

19.4.5 广播信息发送模块—

试探算法 463

19.4.6 广播信息接收模块—

试探算法 464

19.4.7 多播功能控制模块—

试探算法 465

19.4.8 多播消息发送模块—

试探算法 466

19.4.9 多播消息接收模块—

试探算法 467

19.4.10 主函数—递归

算法 467

19.5 项目调试 468

第 20章 推箱子游戏 469

(视频总计43分钟,综合实例1个)

20.1 项目规划分析 470

20.1.1 功能描述 470

20.1.2 功能模块分析 470

20.1.3 剖析执行流程 470

20.2 设计数据结构 472

20.3 规划系统函数 472

20.4 具体编码 475

20.4.1 预处理 475

20.4.2 初始化模块—

递归算法 475

20.4.3 画图模块—

试探算法 478

20.4.4 移动箱子模块—试探、

分治、递归、枚举算法 479

20.4.5 移动小人模块—枚举、

试探算法 482

20.4.6 功能控制模块—递归、

分治算法 486

20.4.7 系统主函数—枚举、

模拟、递归、试探算法 487

20.5 项目调试 488

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