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數理科學和化學 概率論與數理統計 計算數學
 
 
 
 
計算思維與算法入門
 作  者: 趙軍
 出版單位: 機械工業
 出版日期: 2019.03
 進貨日期: 2019/5/13
 ISBN: 9787111618768
 開  本: 16 開    
 定  價: 368
 售  價: 294
  會 員 價: 270
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內容簡介:

本書精選計算思維與演算法課程中核心的內容,採用豐富的圖例闡述常用資料結構與演算法的基礎知識和基本概念,並結合範例詮釋電腦科學中較為知名的分治法、貪心法、動態規劃法、安全性演算法、樹結構的演算法、改變程式功力的經典演算法、遊戲設計中的演算法。為檢驗讀者的學習成果,本書在每一章的*後都安排了與本章重點內容相關的習題,供讀者操作演練,以培養讀者的邏輯思維能力。


圖書目錄:

前言
第1章 程式設計與計算思維1
1.1 認識計算思維4
1.1.1 分解6
1.1.2 模式識別9
1.1.3 模式概括與抽象11
1.1.4 演算法13
1.2 演算法的條件15
1.3 課後習題21
第2章 常用資料結構與演算法22
2.1 認識資料結構24
2.2 常見的資料結構27
2.3 矩陣與深度學習29
2.3.1 疏鬆陣列33
2.3.2 矩陣相加演算法34
2.3.3 矩陣相乘演算法34
2.3.4 轉置矩陣35
2.4 鏈表35
2.4.1 單向鏈表的串接演算法37
2.4.2 單向鏈表節點的刪除演算法37
2.4.3 在單向鏈表中添加新節點38
2.4.4 單向鏈表的反轉39
2.5 堆疊40
2.6 佇列42
2.6.1 雙向佇列44
2.6.2 優先佇列44
2.7 樹結構45
2.7.1 樹的基本概念46
2.7.2 二叉樹48
2.7.3 樹轉化為二叉樹的演算法51
2.7.4 二叉樹轉化為樹的演算法53
2.8 圖簡介54
2.9 雜湊表57
2.10 課後習題59
第3章 分治法60
3.1 分治法簡介61
3.2 遞迴法62
3.3 漢諾塔演算法63
3.4 快速排序法68
3.5 合併排序法70
3.6 二分查找法71
3.7 課後習題72
第4章 貪心法74
4.1 貪心法簡介75
4.2 最小生成樹76
4.2.1 Prim演算法77
4.2.2 Kruskal演算法79
4.3 圖的最短路徑法81
4.3.1 Dijkstra演算法81
4.3.2 A* 演算法83
4.3.3 Floyd演算法86
4.4 課後習題88
第5章 動態規劃法90
5.1 動態規劃法簡介91
5.2 字串對比功能93
5.3 AOV網路與拓撲排序94
5.4 AOE網路97
5.5 青蛙跳臺階演算法99
5.6 課後習題101
第6章 安全性演算法102
6.1 資料加密104
6.1.1 對稱式金鑰密碼編譯系統105
6.1.2 非對稱式金鑰密碼編譯系統與RSA演算法106
6.1.3 認證107
6.1.4 數位簽章107
6.2 雜湊演算法109
6.2.1 除留餘數法109
6.2.2 平方取中法111
6.2.3 折疊法112
6.2.4 數位分析法113
6.3 碰撞與溢出處理113
6.3.1 線性探測法114
6.3.2 平方探測法114
6.3.3 再雜湊法115
6.4 課後習題116
第7章 樹結構的演算法118
7.1 二叉樹的遍歷119
7.2 二叉查找樹122
7.3 優化二叉查找樹126
7.3.1 擴充二叉樹126
7.3.2 哈夫曼樹128
7.4 平衡樹(AVL樹)129
7.5 博弈樹——八枚金幣問題132
7.6 堆積排序法134
7.7 斐波那契查找法136
7.8 課後習題139
第8章 改變程式功力的經典演算法141
8.1 反覆運算法142
8.1.1 帕斯卡三角演算法143
8.1.2 插入排序法145
8.1.3 希爾排序法146
8.1.4 基數排序法147
8.2 枚舉法148
8.2.1 3個小球放入盒子150
8.2.2 質數求解演算法152
8.2.3 順序查找法154
8.2.4 冒泡排序法154
8.2.5 選擇排序法156
8.3 回溯法158
8.3.1 老鼠走迷宮158
8.3.2 八皇后演算法160
8.4 課後習題161
第9章 遊戲設計中的演算法163
9.1 遊戲中的數學與物理演算法164
9.1.1 兩點距離的演算法164
9.1.2 勻速運動166
9.1.3 加速運動167
9.2 圖的遍歷演算法168
9.2.1 路徑演算法168
9.2.2 深度優先查找演算法170
9.2.3 廣度優先查找演算法172
9.3 碰撞處理演算法173
9.3.1 以行進路線來檢測174
9.3.2 範圍檢測176
9.3.3 顏色檢測179
9.4 遺傳演算法182
9.5 課後習題184
附錄 課後習題與參考答案185


章節試讀:

前言
程式設計課程越來越普及,讓每一個學生擁有程式設計的能力是各大專院校在資訊科學與技術教學方面的重點之一。當然,學習程式設計的目標不是把每個學習者都培養成專業的程式設計人員,而是幫助每一個人建立起系統化的邏輯思維模式和習慣。以往程式設計的實踐目標非常重視“計算”能力,隨著近年來網際網路的高速發展,計算能力早已不是唯一的目標,程式設計課程著重于培養學習者的“計算思維”,也就是分析與分解問題的能力。
編寫程式碼不過是整個程式設計過程中的一個階段,在編寫程式之前,有需求分析與系統設計兩大階段。計算思維是培養系統化邏輯思維的基礎,有了這一基礎在面對問題時才能具有系統分析與問題分解的能力,從中探索出可能的解決辦法,並找出最有效的演算法。
演算法一直是電腦科學領域非常重要的基礎課程,從程式設計語言實踐的角度來看,演算法是有志於從事資訊技術方面工作的專業人員必須重視的一門基礎理論課程。無論我們採用哪種程式設計語言來編寫程式,所設計的程式能否快速而高效地完成預定的任務,其中的關鍵因素都是演算法。對於將來不從事資訊技術方面工作的人而言,學習演算法同樣可以培養自己系統化邏輯思維的習慣,這種思維習慣可以運用在各行各業中,讓學習者終身受益。
本書精選計算思維與演算法課程中核心的內容:第1章介紹程式設計與計算思維兩者間的關係;第2章介紹常用資料結構與演算法,包括陣列、矩陣、鏈表、堆疊、佇列、樹、圖及雜湊表等資料結構,以及分治法、遞迴法、貪心法、動態規劃法、反覆運算法、枚舉法、回溯法等常見的演算法;第3~9章針對分治法、貪心法、動態規劃法、安全性演算法、樹結構的演算法、改變程式功力的經典演算法、遊戲設計中的演算法,逐一介紹電腦科學中較為知名的一些演算法。
為了?明更多人輕鬆地瞭解演算法的精髓,本書採用豐富的圖例闡述這些演算法的基本概念,並結合範例詮釋這些演算法,期望讀者學習之後可以將各種計算思維與演算法真正運用於程式設計實踐中。
為了檢驗讀者的學習成果,每一章的最後都安排了與本章重點內容相關的習題,讓讀者有更多操作演練的機會。
最後,希望讀者通過學習本書可以培養邏輯思維能力,進而在自己的工作和生活中獲益。
本書主要由趙軍編著,同時參與編寫工作的還有王國春、施研然、王然、孫學南等。如果讀者在學習過程中遇到無法解決的問題,或者對本書有意見或建議,可以通過郵箱booksaga@126.com與編者聯繫。

趙軍
2019年1月

 
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