计算问题：思想，算法，源代码Matters Computational: Ideas, Algorithms, Source C...

本书《计算问题：思想，算法，源代码》向读者介绍了计算机科学中的核心概念和实践方法，内容涵盖算法设计、数据结构、基础算术运算优化、编程技巧以及数据处理等众多方面。它不仅提供了丰富的算法思想，也强调了源代码实现的重要性，并向计算人员展示了如何将这些算法应用于实际工作中。 在《计算问题：思想，算法，源代码》的第1章中，作者深入探讨了底层算法，包括位操作的技巧与应用。位操作是计算机科学中的基本技能，它涉及到对数据的二进制位进行直接操作，包括位的清除、设置、翻转、测试以及位计数等。例如，通过操作单个位（bit）可以实现许多基本计算任务；对低位或字块的操作用于快速处理整数数据；提取位以及计算索引有助于优化查找和排序算法；此外，本书还介绍了位集、位组合生成、位子集生成等高级主题。 第2章介绍了排列及其操作，排列是数学中的一个重要概念，也是许多计算机算法和数据结构的基础。作者详细阐述了排列的基本定义、操作以及排列在数据上的应用。排列可以用来描述一组元素的有序排列情况，而这些排列操作又可以用来生成排列、组合以及搜索算法。该章节还探讨了在位操作中如何避免分支操作，以及使用位旋转、逆Gray码、XOR排列等高级技术。 第3章聚焦于排序和搜索问题。排序是将一系列数据按照一定的顺序排列的过程，它是数据处理中最为常见的任务之一。该部分提供了各种排序算法的详细解释，包括比较排序、非比较排序、基数排序等，并介绍了二分查找和排序算法的变种，例如堆排序、归并排序、快速排序等。作者还讨论了如何在未排序的数组中进行搜索，以及如何确定等价类，即找出数组中具有相同排序属性的元素集合。 第4章深入数据结构，数据结构是计算机程序设计中用于存储数据的组织方式。本章涵盖了几种核心数据结构，包括先进后出（LIFO）的栈、先进先出（FIFO）的队列、双端队列（deque）、堆和优先队列等。除此之外，还介绍了一些特殊的存储结构，如位数组和双向数组，它们可以高效地存储大量数据，同时提供了快速的数据访问速度。这些数据结构在内存管理、缓存优化和搜索效率上都有着重要的应用。 本书《计算问题：思想，算法，源代码》为计算人员提供了全面的算法、思想和实践代码，旨在帮助程序员和计算方法爱好者们优化工作流程，提高算法效率，并且在实际编程和数据分析中更好地应用这些高级技术。通过阅读和理解这些概念和算法，读者能够深化对计算机科学的认识，并在实际问题中发挥其应有的作用。