算法设计与分析

第1章 算法引论

1.1 算法与程序

1.2 表达算法的抽象机制

1.3 描述算法

1.4 算法复杂性分析

小结

习题

第2章 递归与分治策略

2.1 递归的概念

2.2 分治法的基本思想

2.3 二分搜索技术

2.4 大整数的乘法

2.5 Strassen矩阵乘法

2.6 棋盘覆盖

2.7 合并排序

2.8 快速排序

2.9 线性时间选择

2.10 最接近点对问题

2.11 循环赛日程表

小结

习题

第3章 动态规划

3.1 矩阵连乘问题

3.2 动态规划算法的基本要素

3.3 最长公共子序列

3.4 凸多边形最优三角剖分

3.5 多边形游戏

3.6 图像压缩

3.7 电路布线

3.8 流水作业调度

3.9 0-1背包问题

3.10 最优二叉搜索树

小结

习题

第4章 贪心算法

4.1 活动安排问题

4.2 贪心算法的基本要素

4.2.1 贪心选择性质

4.2.2 最优子结构性质

4.2.3 贪心算法与动态规划算法的差异

4.3 最优装载

4.4 哈夫曼编码

4.4.1 前缀码

4.4.2 构造哈夫曼编码

4.4.3 哈夫曼算法的正确性

4.5 单源最短路径

4.5.1 算法基本思想

4.5.2 算法的正确性和计算复杂性

4.6 最小生成树

4.6.1 最小生成树性质

4.6.2 Prim算法

4.6.3 Kruskal算法

4.7 多机调度问题

4.8 贪心算法的理论基础

4.8.1 拟阵

4.8.2 带权拟阵的贪心算法

4.8.3 任务时间表问题

小结

习题

第5章 回溯法

5.1 回溯法的算法框架

5.1.1 问题的解空间

5.1.2 回溯法的基本思想

5.1.3 递归回溯

……

第6章 分支限界法

第7章 概率算法

第8章 NP完全性理论

第9章 近似算法

第10章 算法优化策略

第11章 在线算法设计

为了适应培养我国21世纪计算机各类人才的需要，结合我国高等学校教育工作的现状，立足培养学生能跟上国际计算机科学技术的发展水平，更新教学内容和教学方法，提高教学质量，本书以算法设计策略为知识单元，系统地介绍计算机算法的设计方法与分析技巧，以期为计算机科学与技术学科的学生提供广泛而坚实的计算机算法基础知识。另有配套的《算法设计与分析习题解答（第3版）》，对本书的全部习题做了详尽的解答。本书内容丰富，观点新颖，理论联系实际。不仅可用作高等学校计算机专业本科生和研究生学习计算机算法设计的教材，而且也适合广大工程技术人员和自学读者学习参考。

本教材以ACM和IEEE CS Computing Curricula zui新课程体系以及教育部计算机科学与技术教学指导委员会发布的“高等学校计算机科学与技术本科专业规范”中制定的关于算法设计与分析的知识结构和体系为依据，按计算机算法设计策略为知识单元，采用当前十分流行且适合于Internet环境的面向对象程序设计语言Java组织编写。为计算机学科的学生提供一个广泛坚实的计算机算法基础知识。

·教材中涵盖的算法设计策略经典而且全面。包括用于问题精确求解的递归与分治策略、动态规划算法、贪心策略、回溯算法和分支限界算法；用于求解NP难题的近似算法、随机化算法以及近年来算法设计与分析领域的热门研究课题在线算法的设计与分析。
·以问题驱动的方式组织教材内容。在各章的论述中，都先介绍一种算法设计策略的基本思想，然后从解决计算机科学和应用中出现的实际问题入手，由简到繁地描述经典的精巧算法；同时对每个算法所需的时间和空间进行分析。使学生既能学到常用的精巧算法，又能通过对算法设计策略的反复应用，牢固掌握这些算法设计的基本策略，以期收到融会贯通之效。
·广度与深度兼顾，理论与实践并重。本书强调提高学生的综合素质为zui终目标，用广度与深度兼顾的教学策略，培养学生的专业兴趣，树立正确的专业思想，又能在具体知识点的学习中深入探究，逐步培养起科学严密的计算思维和创新能力。本课程对学生的抽象思维能力和逻辑推理能力要求较高。如教材中关于算法计算复杂性的内容以及NP完全理论具有较强的理论性，而对于具体算法设计策略的实现和应用又有很强的实践性。
·教材的习题设计独具特色。各章配有难易适当的习题，分为理论分析型和应用实验型两种。理论分析型的习题侧重于算法理论的掌握与扩展，应用实验型的习题则侧重算法的实现与具体应用。两种类型的习题都有一定的难度和深度，对于深刻理解和熟练掌握算法设计策略与技巧有很大帮助。

与本教材配套的习题解答为授课教师提供全部习题的详细解答和应用实验型习题的全部测试数据。
本书是学习算法设计与分析的经典教材，配套开发了丰富的在线教学资源，可以在清华大学出版社的在线教学平台上进行练习与测试，实现教学互动、智能学习。另外配有辅助教材《算法设计与分析习题解答与学习指导（第3版）》（ISBN: 9787302348634）。本书的PPT电子教案、配套的源代码等资源，可到清华大学出版社官网下载。
本教材可适用于国内大多数普通高校计算机及相关专业算法设计与分析课程教学的需要。从2004年8月本书第1版出版到2007年底，共重印了10余次，第2版已经重印了10余次，已经被国内一百余所大学的本科生和研究生选作教材。