计算机算法与分析(Aho,Hopcroft,Ullman)
### 计算机算法与分析概览 #### 标题:计算机算法与分析(Aho,Hopcroft,Ullman) 此书由计算机科学领域的三位杰出学者Alfred V. Aho、John E. Hopcroft 和 Jeffrey D. Ullman共同编写,是计算机科学领域内关于算法设计与分析的经典著作之一。本书系统地介绍了算法设计与分析的基本概念和技术,并通过大量的实例来展示这些技术的应用。 #### 描述:《计算机算法的设计与分析》[Aho, Hopcroft & Ullman 1974-01-11] 这段描述简明扼要地指出了本书的核心内容——即算法的设计与分析,以及出版时间。本书不仅总结了当时在算法研究领域的最新进展,还探讨了从高效算法如快速傅里叶变换到某些自然问题的所有算法都是低效的这一惊人发现之间的广阔范围。 #### 标签:算法 经典 这个标签强调了本书的重要性和经典地位,表明它是一本在计算机科学领域被广泛引用和推荐的学习资料。 ### 内容概览 #### 书籍目的 本书旨在汇集该领域内的基本成果,以便更好地教授算法设计中的统一原则和潜在概念。随着近年来算法领域的显著进步,包括新算法的发展以及对某些问题效率极限的认识,这使得算法设计与分析成为一个备受关注的研究领域。 #### 书籍范围 为了分析算法性能,首先需要定义一种计算机模型。本书从几种简单的计算模型入手,这些模型既能够得出分析结果,又能够准确反映真实机器的关键特征。这些模型包括随机访问寄存器机、随机访问存储程序机及其变体。此外,为了证明效率上的指数下限,书中引入了图灵机的概念。由于程序设计的趋势是远离机器语言,因此引入了一种高级语言——Pidgin ALGOL,作为描述算法的主要工具,并将其复杂度与机器模型相关联。 第二章介绍了经常用于高效算法的基本数据结构和编程技巧,包括列表、栈、队列、树和图等。同时,书中还详细解释了递归、分治法和动态规划等技术,并通过实例加以说明。 第三章至第九章提供了对多种不同领域应用的基础技术采样,重点展示了如何将第一章中介绍的技术应用于实际问题中。 ### 重要知识点详解 1. **算法模型**: - **随机访问寄存器机(Random Access Register Machine)**:这是一种理想化的计算机模型,其中指令可以立即访问内存中的任意位置。 - **随机访问存储程序机(Random Access Stored Program Machine)**:这种模型允许程序存储在内存中,并能够被直接执行。 - **图灵机(Turing Machine)**:一种理论上的计算模型,用来定义计算的可能性边界。 2. **高级语言Pidgin ALGOL**: - Pidgin ALGOL是一种简化版本的ALGOL语言,用于描述算法,它的设计目的是便于理解和实现。 3. **数据结构**: - **列表(List)**:线性数据结构,允许按顺序访问元素。 - **栈(Stack)**:后进先出的数据结构,通常用于实现递归或函数调用。 - **队列(Queue)**:先进先出的数据结构,常用于任务调度。 - **树(Tree)**:层次结构数据结构,用于表示具有层级关系的数据。 - **图(Graph)**:节点和边组成的网络结构,用于表示对象之间的复杂关系。 4. **算法设计方法**: - **递归(Recursion)**:通过将问题分解为更小的子问题来解决复杂问题的方法。 - **分治法(Divide and Conquer)**:将问题分成若干个规模较小的相同问题来解决,再将子问题的结果合并得到最终解。 - **动态规划(Dynamic Programming)**:将问题分解为互相重叠的子问题,通过保存已经解决过的子问题的答案来避免重复计算。 5. **算法应用领域**: - 第三章至第九章分别介绍了算法在多个领域的应用案例,涵盖了搜索、排序、字符串匹配、图形处理等多个方面,展示了算法设计与分析的实际价值。 通过上述分析,我们可以看出,《计算机算法与分析》这本书不仅仅是一本理论性的教材,更是一部实用指南,它不仅深入浅出地讲解了算法设计与分析的基本原理,还通过丰富的实例帮助读者理解并掌握这些原理的实际应用,对于从事计算机科学研究和开发的专业人士来说,是一本不可或缺的经典之作。
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