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算法设计与问题求解(微课版)

国家一流课程,挑战度高、实践性强,致力培养学生问题求解能力。提供课件、咨询QQ:2301891038(仅限教师)。

作者:邓泽林、李峰
丛书名:面向新工科专业建设计算机系列教材
定价:54
印次:1-2
ISBN:9787302613695
出版日期:2022.08.01
印刷日期:2023.07.20

本书是为以算法设计、问题求解为阅读目的的读者编写的教材,注重培养读者的算法设计与分析、问题求解的能力。本书读者需要掌握程序设计、数据结构等基础知识,并具备一定的编程能力。 本书以算法设计与分析为主线,通过问题和案例引入内容,重点讲解利用算法求解问题的思路、算法执行过程及能力拓展。本书主要内容为算法基础、蛮力法、递归法、分治法、贪心法、回溯法、分支限界法、动态规划法、图算法、随机算法等,讲解了背包问题、任务分配问题、批处理作业调度问题、**装载问题、旅行商问题、计算几何等经典问题,并提供了能力拓展环节,引导读者开展算法应用实践。算法使用C语言程序、伪代码等形式加以描述,并用图解的形式详细描述算法的执行过程,使读者能够深入了解算法的运行过程和结果。 本书可作为本科院校算法设计与分析的教学用书,也可作为从事算法设计的科技人员、算法竞赛选手的参考书及培训教材。

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前言 2019年教育部发布了《教育部关于深化本科教育教学改革,全面提高人才培养质量的意见》,提出了大学教育要围绕学生忙起来、激励学生刻苦学习、全面提高课程建设质量等要求,实施国家级和省级一流课程建设“双万计划”,着力打造一大批具有高阶性、创新性和挑战度(两性一度)的 “金课”,推动课堂教学革命。为响应号召,落实人才培养质量意见,特编写本教材来引导计算机类专业学生进行创新性、高阶性学习,通过完成具有挑战度的任务,提高学生算法设计能力、问题求解能力。 算法是解决复杂问题的精髓和灵魂,在信息技术飞速发展的今天,算法被广泛应用于工程问题、科学问题的求解,如背包问题、旅行商问题、作业调度问题、最优装载问题、任务分配问题等经典问题,以及图像分类、自然语言处理、智慧医疗等具有挑战度的前沿科研、工程等问题。 算法设计与问题求解能力是评判计算机类专业学生是否具有良好专业素养的标准。本教材的目的主要是: ①传授经典算法知识,引导学生进入算法领域,掌握基本的算法设计方法和艺术; ②通过能力拓展和创新性的问题求解,培养计算机类专业学生的问题分析与建模能力,并通过程序语言加以实现和调试的能力,指导学生开展高阶性和高挑战度的问题求解实践。教师可以利用本教材方便地进行教学改革,开发出以能力培养为导向的教学模式,跳出传统“知识传递”型课堂的教学思维,切实落实“以学生为中心”的教学理念。 本书针对计算机科学与技术、软件工程、网络工程、数据科学与大数据、数学等计算机相关专业的发展需求,全面介绍了算法的基础知识,详细介绍了算法的特点及复杂度分析、蛮力法、递归法、分治法、贪心法、回溯法、分支限界法、图算法、随机算法、计算复杂性等经典内容,帮助读者构建算法基础知识体系。同时,在有的章节中引入了能力拓展环节,引导读者利用学习的算法知识来求解非传统问题,提高课程的挑战度。每章后提供了创新性的习题,进一步巩固读者的计算思维能力、问题求解能力。 本书的重点、难点部分提供了微课视频,供读者自学或者课后释疑,从多个角度来引导读者开展自主学习,达到培养和提升读者问题求解能力的目的。本书由邓泽林、李峰、罗元盛、邓锬等编写。其中,李峰负责统筹编写工作,邓泽林负责整体规划,并撰写了第1章、第7章、第8章;罗元盛负责编写第3章、第10章、第12章;邓锬负责编写第5章、第6章、第9章;陈曦负责编写第2章、第4章、第11章。本书的编写得到了陈彬彬、周倩男、刘康为、陈文俊、郑伟、贺达、杭帆、邓俊、杨琰、李春杰等ACM选手的支持,他们在问题题解、算法实现上提供了大量的帮助。 本书的课件通过扫描如下二维码下载: 算法设计与问题求解PPT 算法设计与问题求解(微课版)前言 作者2022年5月

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    全国高等学校计算机教育研究会“十四五”规划教材

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  • 目录

    第1章算法基础1

    1.1算法概念1

    1.2算法描述1

    1.3算法主要类别及典型问题2

    1.3.1递归法2

    1.3.2递推法2

    1.3.3穷举法3

    1.3.4贪心算法3

    1.3.5分治法4

    1.3.6动态规划法4

    1.3.7分支限界法5

    1.3.8回溯法6

    1.4算法复杂度6

    1.4.1算法输入规模度量6

    1.4.2算法运行时间的度量7

    1.4.3渐进符号7

    1.4.4算法复杂度分析8

    1.5标准模板库13

    1.5.1动态数组vector的使用13

    1.5.2集合set的使用15

    1.5.3映射map的使用17

    1.5.4栈stack的使用19

    1.5.5队列与优先队列的使用20

    1.5.6排序sort的使用23

    习题25

    第2章递归算法设计26

    2.1概述26算法设计与问题求解(微课版)目录2.2递归算法设计思想27

    2.2.1递归定义27

    2.2.2递归应用28

    2.3递归算法示例与过程分析30

    2.3.1汉诺塔问题30

    2.3.2逆波兰表达式33

    2.4递归转化为非递归34

    2.4.1递归转尾递归34

    2.4.2递归转非递归36

    2.5能力拓展38

    2.5.1K数列38

    2.5.2猴子爬树40

    2.5.3分黑球41

    习题43

    第3章蛮力法46

    3.1概述46

    3.2蛮力法的主要设计思想46

    3.2.1使用蛮力法的几种情况46

    3.2.2蛮力法的求解步骤46

    3.3蛮力法示例与分析47

    3.3.1选择排序47

    3.3.2旅行商问题48

    3.3.3字符串匹配蛮力解决5...

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