算法（第4版）pdf

算法 作者：[美] Robert Sedgewick / [美] Kevin Wayne 译：谢路云

算法 出版社：人民邮电出版社

算法 内容简介

《算法(第4版)》是一本美 Robert Sedgewick / 美Kevin Wayne编写，由人民邮电出版社在2012年出版的书籍。

本书作为算法领域经典的参考书，全面介绍了关于算法和数据结构的必备知识，并特别针对排序、搜索、图处理和字符串处理进行了论述。第4版具体给出了每位程序员应知应会的50个算法，提供了实际代码，而且这些 Java 代码实现采用了模块化的编程风格，读者可以方便地加以改造。配套网站 algs4.cs.princeton.edu 提供了本书内容摘要以及相关代码、测试数据、编程练习、教学课件等资源。

算法 给读者的话

这本书适合自学，对有一定编程水平的初学者简直不要太友好，方法抽象做的很好(该说不愧是OOP吗)，不少方法附带的图示十分良心，连练习题都有友情提示不至于看到就懵(对自学刷题的人友好)。不过也不是没有缺点，编排有点混乱、体系性还不是很够(相对《数据结构与算法分析》而言，链表、栈、堆的坑都比这本书讲的更深)，算法里面重要的动态规划没有讲解，有讲贪心算法但是对贪心的概念一笔带过，不能不说是遗憾。 注：这本书虽然较为通俗易懂，也强烈推荐其中红黑树、单词查找树、字符串算法的部分，KMP有限自动状态机最好也要留意，但是有相当一些重要的算法思想并未多加涉及(如回溯、滑动窗口、动态规划、贪心)。

算法 目录

第1章　 基础　　1

1.1　基础编程模型　　4

1.1.1　Java程序的基本结构　　4

1.1.2　原始数据类型与表达式　　6

1.1.3　 语句　　8

1.1.4　 简便记法　　9

1.1.5　 数组　　10

1.1.6　 静态方法　　12

1.1.7　 API　　16

1.1.8　 字符串　　20

1.1.9　 输入输出　　21

1.1.10　 二分查找　　28

1.1.11　 展望　　30

1.2　 数据抽象　　38

1.2.1　 使用抽象数据类型　　38

1.2.2　 抽象数据类型举例　　45

1.2.3　 抽象数据类型的实现　　52

1.2.4　 更多抽象数据类型的实现　　55

1.2.5　 数据类型的设计　　60

1.3　 背包、队列和栈　　74

1.3.1　 API　　74

1.3.2　 集合类数据类型的实现　　81

1.3.3　 链表　　89

1.3.4　 综述　　98

1.4　 算法分析　　108

1.4.1　 科学方法　　108

1.4.2　 观察　　108

1.4.3　 数学模型　　112

1.4.4　 增长数量级的分类　　117

1.4.5　 设计更快的算法　　118

1.4.6　 倍率实验　　121

1.4.7　 注意事项　　123

1.4.8　 处理对于输入的依赖　　124

1.4.9　 内存　　126

1.4.10　 展望　　129

1.5　 案例研究：union-find算法　　136

1.5.1　 动态连通性　　136

1.5.2　 实现　　140

1.5.3　 展望　　148

第2章　 排序　　152

2.1　 初级排序算法　　153

2.1.1　 游戏规则　　153

2.1.2　 选择排序　　155

2.1.3　 插入排序　　157

2.1.4　 排序算法的可视化　　159

2.1.5　 比较两种排序算法　　159

2.1.6　 希尔排序　　162

2.2　 归并排序　　170

2.2.1　 原地归并的抽象方法　　170

2.2.2　 自顶向下的归并排序　　171

2.2.3　 自底向上的归并排序　　175

2.2.4　 排序算法的复杂度　　177

2.3　 快速排序　　182

2.3.1　 基本算法　　182

2.3.2　 性能特点　　185

2.3.3　 算法改进　　187

2.4　 优先队列　　195

2.4.1　 API　　195

2.4.2　 初级实现　　197

2.4.3　 堆的定义　　198

2.4.4　 堆的算法　　199

2.4.5　 堆排序　　205

2.5　 应用　　214

2.5.1　 将各种数据排序　　214

2.5.2　 我应该使用哪种排序算法　　218

2.5.3　 问题的归约　　219

2.5.4　 排序应用一览　　221

第3章　查找　　227

3.1　符号表　　228

3.1.1　API　　228

3.1.2　有序符号表　　230

3.1.3　用例举例　　233

3.1.4　无序链表中的顺序查找　　235

3.1.5　有序数组中的二分查找　　238

3.1.6　对二分查找的分析　　242

3.1.7　预览　　244

3.2　二叉查找树　　250

3.2.1　基本实现　　250

3.2.2　分析　　255

3.2.3　有序性相关的方法与删除操作　　257

3.3　平衡查找树　　269

3.3.1　2-3查找树　　269

3.3.2　红黑二叉查找树　　275

3.3.3　实现　　280

3.3.4　删除操作　　282

3.3.5　红黑树的性质　　284

3.4　散列表　　293

3.4.1　散列函数　　293

3.4.2　基于拉链法的散列表　　297

3.4.3　基于线性探测法的散列表　　300

3.4.4　调整数组大小　　304

3.4.5　内存使用　　306

3.5　应用　　312

3.5.1　我应该使用符号表的哪种实现　　312

3.5.2　集合的API　　313

3.5.3　字典类用例　　315

3.5.4　索引类用例　　318

3.5.5　稀疏向量　　322

第4章　 图　　329

4.1　 无向图　　331

4.1.1　 术语表　　331

4.1.2　 表示无向图的数据类型　　333

4.1.3　 深度优先搜索　　338

4.1.4　 寻找路径　　342

4.1.5　 广度优先搜索　　344

4.1.6　 连通分量　　349

4.1.7　 符号图　　352

4.1.8　 总结　　358

4.2　 有向图　　364

4.2.1　 术语　　364

4.2.2　 有向图的数据类型　　365

4.2.3　 有向图中的可达性　　367

4.2.4　 环和有向无环图　　369

4.2.5　 有向图中的强连通性　　378

4.2.6　 总结　　385

4.3　 最小生成树　　390

4.3.1　 原理　　391

4.3.2　 加权无向图的数据类型　　393

4.3.3　 最小生成树的API和测试用例　　396

4.3.4　 Prim算法　　398

4.3.5　 Prim算法的即时实现　　401

4.3.6　 Kruskal算法　　404

4.3.7　 展望　　407

4.4　 最短路径　　412

4.4.1　 最短路径的性质　　413

4.4.2　 加权有向图的数据结构　　414

4.4.3　 最短路径算法的理论基础　　420

4.4.4　 Dijkstra算法　　421

4.4.5　 无环加权有向图中的最短路径算法　　425

4.4.6　 一般加权有向图中的最短路径问题　　433

4.4.7　 展望　　445

第5章　 字符串　　451

5.1　 字符串排序　　455

5.1.1　 键索引计数法　　455

5.1.2　 低位优先的字符串排序　　458

5.1.3　 高位优先的字符串排序　　461

5.1.4　 三向字符串快速排序　　467

5.1.5　 字符串排序算法的选择　　470

5.2　 单词查找树　　474

5.2.1　 单词查找树　　475

5.2.2　 单词查找树的性质　　483

5.2.3　 三向单词查找树　　485

5.2.4　 三向单词查找树的性质　　487

5.2.5　 应该使用字符串符号表的哪种实现　　489

5.3　 子字符串查找　　493

5.3.1　 历史简介　　493

5.3.2　 暴力子字符串查找算法　　494

5.3.3　 Knuth-Morris-Pratt子字符串查找算法　　496

5.3.4　 Boyer-Moore字符串查找算法　　502

5.3.5　 Rabin-Karp指纹字符串查找算法　　505

5.3.6　 总结　　509

5.4　 正则表达式　　514

5.4.1　 使用正则表达式描述模式　　514

5.4.2　 缩略写法　　516

5.4.3　 正则表达式的实际应用　　517

5.4.4　 非确定有限状态自动机　　518

5.4.5　 模拟NFA的运行　　520

5.4.6　 构造与正则表达式对应的

5.5　 数据压缩　　529

5.5.1　 游戏规则　　529

5.5.2　 读写二进制数据　　530

5.5.3　 局限　　533

5.5.4　 热身运动：基因组　　534

5.5.5　 游程编码　　537

5.5.6　 霍夫曼压缩　　540

第6章　 背景　　558

索引　　611

算法 精彩文摘

第 1章基础 本书的目的是研究多种重要而实用的算法，即适合用计算机实现的解决问题的方法。和算法关系最紧密的是数据结构，即便于算法操作的组织数据的方法。本章介绍的就是学习算法和数据结构所需要的基本工具。 首先要介绍的是我们的基础编程模型。本书中的程序只用到了 Java语言的一小部分，以及我们自己编写的用于封装输入输出以及统计的一些库。