Python算法设计与分析 封面

Python算法设计与分析

评分 3.9
字数
16.2万字
章节数
202
ISBN
9787115529008

标签

内容简介

本书主要内容包括: 算法基础 、 排序算法 、 查找算法 、 双指针 、 哈希算法 、 深度优先搜索 、 广度优先搜索 、 回溯算法 、 动态规划 、 贪心算法 、 分治算法 、 并查集 、 最短路径 、 数论算法 等。

编辑推荐

《Python算法设计与分析》是一本面向中文读者的算法入门与实践指南,由人民邮电出版社于2020年出版。本书以Python语言为载体,系统性地讲解了算法设计与分析的核心内容,涵盖了从基础数据结构到经典算法(如排序、搜索、图论、动态规划等),再到算法复杂度分析和实际应用案例的完整知识体系。作者团队由多位具有计算机科学与教育背景的高校教师组成,确保了内容在学术严谨性与教学适用性之间的平衡。

从编辑视角看,本书的最大价值在于其清晰的逻辑结构和循序渐进的教学设计。它避免了直接堆砌复杂代码或理论证明,而是通过大量图表、分步解释和贴近生活的类比,帮助读者直观理解算法思想。例如,在讲解动态规划时,书中不仅给出了经典问题的Python实现,还剖析了问题分解与状态转移的思维过程,这对于培养计算思维至关重要。

相比于同类书籍,本书特别注重“分析”部分,每章都设有算法效率的讨论和对比实验,引导读者不仅学会实现算法,更学会评估和选择算法。此外,书中穿插的“扩展阅读”和“应用场景”段落,将算法与人工智能、数据分析等前沿领域连接,增强了学习的现实意义。

总体而言,这是一本适合系统性学习的教材式读物,尤其适合希望扎实掌握算法基础、并能够用Python解决实际问题的读者。它的内容深度和广度控制在大学本科阶段,语言平实,示例丰富,但可能不适合追求尖端算法或纯理论研究的读者。

适合谁读

适合

  • 计算机相关专业的本科或研究生,希望系统学习算法设计与分析
  • 已掌握Python基础语法,希望提升算法能力和编程思维的开发者
  • 准备参加算法竞赛或技术面试,需要巩固经典算法知识的求职者
  • 对算法感兴趣,希望通过Python实践理解计算逻辑的自学者

不适合

  • 寻求高级或前沿算法(如深度学习专用算法)深度解析的研究者
  • 仅需要快速查阅算法代码片段、无需理论背景的应急型程序员

阅读建议

  1. 建议按章节顺序阅读,重点理解每章的原理图示和复杂度分析部分
  2. 动手实践书中的完整代码示例,并尝试修改参数或数据以观察算法行为变化
  3. 结合每章末的习题进行自我检测,特别是涉及算法优化和比较的题目

出版社简介

人民邮电出版社 中国 · 成立于 1953 年

人民邮电出版社以科技、计算机与信息通信类图书见长,并由此延伸至摄影、艺术、软件学习与励志成长等门类,形成较为多元的出版方向。库内图书既涵盖《重构与模式(修订版)》《华为交换机学习指南(第二版)》等计算机与通信技术读物,也收录《小王子(中英法彩绘典藏纪念版)》《了不起的盖茨比》《假如给我三天光明》等双语典藏类作品;《北京十年:1980-1990》与《鬼刀 WLOP个人插画作品集》则体现其在摄影与艺术领域的布局。作者资源包括安东尼·圣埃克苏佩里、海伦·凯勒、Joshua Kerievsky、王达、张兆增与WLOP等。

目录

  1. 版权信息
  2. 内容提要
  3. 前言
  4. 第1章 算法初步
  5. 1.1 什么是算法
  6. 1.1.1 算法的定义
  7. 1.1.2 算法与程序的区别
  8. 1.2 时间复杂度
  9. 1.2.1 运行时间和程序复杂程度的关系
  10. 1.2.2 时间复杂度是渐进的
  11. 1.2.3 简单程序的时间复杂度分析
  12. 1.2.4 时间复杂度的意义
  13. 1.3 空间复杂度
  14. 1.4 算法的应用
  15. 1.5 Python算法的优势
  16. 1.6 小结
  17. 1.7 习题
  18. 第2章 排序算法
  19. 2.1 初级排序算法
  20. 2.1.1 插入排序
  21. 2.1.2 选择排序
  22. 2.1.3 冒泡排序
  23. 2.2 高级排序算法
  24. 2.2.1 归并排序
  25. 2.2.2 快速排序
  26. 2.2.3 希尔排序
  27. 2.2.4 堆排序
  28. 2.2.5 桶排序
  29. 2.3 小结
  30. 2.4 习题
  31. 第3章 查找
  32. 3.1 顺序查找
  33. 3.2 二分查找
  34. 3.3 树
  35. 3.4 二叉树
  36. 3.4.1 二叉树的性质
  37. 3.4.2 满二叉树
  38. 3.4.3 完全二叉树
  39. 3.4.4 创建二叉树
  40. 3.4.5 遍历二叉树
  41. 3.5 二叉搜索树
  42. 3.5.1 二叉搜索树基础
  43. 3.5.2 二叉搜索树的操作
  44. 3.6 平衡二叉树
  45. 3.6.1 二叉搜索树的效率
  46. 3.6.2 AVL树
  47. 3.7 小结
  48. 3.8 习题
  49. 第4章 双指针问题
  50. 4.1 单链表
  51. 4.1.1 建立单链表
  52. 4.1.2 遍历单链表
  53. 4.1.3 插入单链表
  54. 4.1.4 删除单链表第n个数
  55. 4.2 双指针的应用
  56. 4.2.1 数组合并
  57. 4.2.2 删除单链表倒数第n个数
  58. 4.3 小结
  59. 4.4 习题
  60. 第5章 哈希算法
  61. 5.1 哈希算法的原理
  62. 5.2 哈希函数
  63. 5.2.1 除法哈希算法
  64. 5.2.2 乘法哈希算法
  65. 5.2.3 平方取中法
  66. 5.2.4 随机数哈希算法
  67. 5.3 解决冲突
  68. 5.3.1 开放定址法
  69. 5.3.2 链地址法
  70. 5.4 哈希算法的应用
  71. 5.4.1 两个数的和问题
  72. 5.4.2 团体赛问题
  73. 5.4.3 猜数字游戏
  74. 5.5 小结
  75. 5.6 习题
  76. 第6章 深度优先搜索算法
  77. 6.1 搜索
  78. 6.2 图上的深度优先搜索
  79. 6.2.1 无向图
  80. 6.2.2 图的术语
  81. 6.2.3 图上的搜索
  82. 6.2.4 经典例题讲解(最大的油田)
  83. 6.3 二叉树上的深度优先搜索
  84. 6.3.1 二叉树相关术语
  85. 6.3.2 二叉树上的搜索
  86. 6.3.3 经典例题讲解(员工派对)
  87. 6.3.4 经典例题讲解(城市危机)
  88. 6.4 小结
  89. 6.5 习题
  90. 第7章 广度优先搜索算法
  91. 7.1 依旧是图的搜索
  92. 7.2 队列中的存储方式
  93. 7.3 经典例题讲解
  94. 7.3.1 艰难旅行
  95. 7.3.2 混乱地铁
  96. 7.3.3 温室大棚
  97. 7.4 小结
  98. 7.5 习题
  99. 第8章 回溯算法
  100. 8.1 回溯算法原理
  101. 8.2 回溯算法的应用
  102. 8.2.1 N皇后
  103. 8.2.2 数独
  104. 8.2.3 排列组合
  105. 8.2.4 两个扩展问题
  106. 8.3 小结
  107. 8.4 习题
  108. 第9章 动态规划
  109. 9.1 动态规划介绍
  110. 9.2 矿工问题
  111. 9.2.1 问题描述
  112. 9.2.2 问题分析
  113. 9.2.3 参考实现
  114. 9.3 爬楼梯问题
  115. 9.3.1 问题描述
  116. 9.3.2 问题分析
  117. 9.3.3 参考实现
  118. 9.4 背包问题
  119. 9.4.1 问题描述
  120. 9.4.2 问题分析
  121. 9.4.3 问题实例
  122. 9.4.4 参考实现
  123. 9.5 最长递增子序列问题
  124. 9.5.1 问题描述
  125. 9.5.2 改进算法
  126. 9.5.3 参考实现
  127. 9.6 小结
  128. 9.7 习题
  129. 第10章 贪心算法
  130. 10.1 贪心算法介绍
  131. 10.2 硬币找零问题
  132. 10.2.1 问题描述
  133. 10.2.2 问题实例
  134. 10.2.3 参考实现
  135. 10.3 活动安排问题
  136. 10.3.1 问题描述
  137. 10.3.2 参考实现
  138. 10.4 哈夫曼编码
  139. 10.4.1 问题描述
  140. 10.4.2 哈夫曼树
  141. 10.4.3 贪心选择性质
  142. 10.4.4 最优子结构性质
  143. 10.4.5 参考实现
  144. 10.5 小结
  145. 10.6 习题
  146. 第11章 分治算法
  147. 11.1 分治算法原理
  148. 11.2 分治算法应用
  149. 11.2.1 二分查找
  150. 11.2.2 二维数组的查找
  151. 11.2.3 快速凸包算法
  152. 11.2.4 快速傅氏变换
  153. 11.3 小结
  154. 11.4 习题
  155. 第12章 并查集
  156. 12.1 并查集介绍
  157. 12.1.1 并查集的构造方法
  158. 12.1.2 并查集的应用
  159. 12.1.3 并查集3种基本操作的Python实现
  160. 12.2 朋友圈
  161. 12.2.1 问题描述
  162. 12.2.2 问题分析
  163. 12.2.3 代码
  164. 12.3 图的子元素
  165. 12.3.1 问题描述
  166. 12.3.2 问题分析
  167. 12.3.3 代码
  168. 12.4 小结
  169. 12.5 习题
  170. 第13章 最短路径算法
  171. 13.1 戴克斯特拉算法
  172. 13.1.1 算法介绍
  173. 13.1.2 算法证明
  174. 13.1.3 算法代码
  175. 13.2 贝尔曼-福特算法
  176. 13.2.1 算法介绍
  177. 13.2.2 算法证明
  178. 13.2.3 算法代码
  179. 13.3 弗洛伊德算法
  180. 13.3.1 算法介绍
  181. 13.3.2 算法代码
  182. 13.4 A*搜索算法
  183. 13.4.1 算法介绍
  184. 13.4.2 算法证明
  185. 13.4.3 算法代码
  186. 13.5 小结
  187. 13.6 习题
  188. 第14章 数论算法
  189. 14.1 欧几里得算法
  190. 14.1.1 算法分析与证明
  191. 14.1.2 算法代码
  192. 14.1.3 算法应用
  193. 14.2 中国余数定理
  194. 14.2.1 算法介绍
  195. 14.2.2 算法证明
  196. 14.2.3 算法代码
  197. 14.3 素性检验算法
  198. 14.3.1 费马素性检验
  199. 14.3.2 米勒-拉宾素性检验
  200. 14.3.3 算法代码
  201. 14.4 小结
  202. 14.5 习题

常见问题

这本书需要多深的Python基础?
需要掌握Python基本语法、数据类型、函数和面向对象编程概念。书中算法实现部分代码清晰,但假设读者已具备基础编程能力。
这本书与《算法导论》等经典教材相比如何?
本书更侧重通过Python实现和实用案例来讲解,数学证明和理论深度相对简化,适合作为入门或应用导向的学习材料,而非纯理论教材。
书中的代码是否可以直接在实际项目中使用?
书中的代码主要用于教学演示,体现了算法的核心逻辑。在实际项目中,可能需要根据具体场景进行优化或调用更成熟的库(如Python内置排序函数)。

读者评论

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作者简介

王硕 作者

王硕的公开资料有限,其身份与经历未见明确记载,但从库内收录的8种作品来看,他的写作与编写兴趣横跨多个领域。世界史方向的《航海改变世界》关注航海活动对人类文明进程的影响;技术类作品则包括《Python算法设计与分析》《PyQt5快速开发与实战》《PySide 6.PyQt 6快速开发与实战》以及《嵌入式Android开发》,面向软件学习与编程设计,侧重实用开发方法。此外,《影响中国菜的那些人 大董》涉及美食人物,《文以载道,敏誉程门:李文敏京剧教学生活五十年纪念集》与影视戏曲相关,《即刻成交》则属管理类题材。整体而言,其作品兼顾知识普及与实操指导,题材多样而取向务实。

董文馨 作者

董文馨,目前公开资料有限,仅知其为《Python算法设计与分析》一书的作者。从这一作品来看,董文馨关注的是算法与编程语言相结合的入门与教学路径,选择以Python作为载体展开算法设计与分析的讲解。这一题材属于软件学习类,通常面向需要理解基础算法思想并希望借助Python加以实现的读者。作者在这一领域内的写作文风无从大量作品佐证,但可以推断其内容侧重把抽象算法概念转化为可读、可实践的学习材料,帮助读者在编程语境中建立对算法复杂度、设计策略与分析方法的认识。由于库内仅收录其一种作品,关于她的教育背景、职业经历及写作全貌均缺乏可考信息,本条简介只能依据现有书目事实作有限说明,后续如有更多资料可进一步补充。

张舒行 作者

张舒行是一位公开资料有限的作者,目前库内仅收录其作品一种。从可查信息看,他(她)的写作集中于软件学习领域,代表作为《Python算法设计与分析》。该书面向编程学习者,围绕Python语言展开算法设计与分析的相关内容,属于常见的计算机入门与进阶学习读物。由于作者本人的国籍、生卒年、英文名及教育背景等信息均未确认,无法对其生平与经历作更多介绍。就现有作品而言,张舒行的写作偏向技术实践与知识讲解,适合希望借助Python理解算法基础与实现思路的读者参考。整体上,这位作者目前可讨论的重点在于作品题材与学习用途,而非个人履历。

张洁 作者 · 中国 · 1937–2022

张洁(1937—2022)是中国当代女作家,生于辽宁抚顺,1960年毕业于中国人民大学。1979年加入中国作家协会,曾任北京作家协会专业作家。她的代表作《沉重的翅膀》《无字》分别获第二届、第六届茅盾文学奖,另有《爱,是不能忘记的》《祖母绿》等作品。库内收录其作品18种,题材涉及外国文学、软件学习、传记综合、计算机综合、政治与励志成长等类别,既有文学创作,也有技术教程和人物传记,可见其阅读与写作兴趣较为广泛。2022年1月21日,张洁在美国病逝。

李秉伦 作者

李秉伦,公开资料有限,目前仅知其著有《Python算法设计与分析》一种作品,该书在站内归入软件学习类。从题材看,本书围绕 Python 语言展开,将算法原理与程序设计实践结合起来,属于面向编程学习者与软件开发入门者的技术类读物。这类写作通常注重概念的清晰交代与示例的可操作性,力求让读者在掌握算法思路的同时,能够用 Python 完成相应实现。由于作者本人的教育背景、职业经历与研究方向未见公开披露,难以对其写作脉络作更完整的梳理;就现有信息而言,李秉伦的著述面貌集中体现在这一部作品上,其内容取向偏重基础算法与编程实践的衔接,可供希望以 Python 入门算法设计的读者参考。

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