Python常用算法手册 PDF下载

作者: 徐庆丰
出版社: 中国铁道出版社
出版年: 2020-8-1
定价: 59.8
装帧: 平装
ISBN: 9787113267445

内容简介
算法是程序的灵魂，算法能够告诉开发者在面对一个项目功能时用什么思路去实现，有了这个思路后，编程工作只需遵循这个思路去实现即可。本书循序渐进、由浅入深地详细讲解了算法实现的核心技术，全书共12章，分别讲解了初步认识算法思想，枚举算法思想，递归算法思想，分治算法思想，贪心算法思想，回溯算法思想，迭代算法思想，查找算法，排序算法，使用算法解决数据结构问题，解决数学问题，经典算法问题。全书通过具体实例的实现过程演练了各个知识点的具体使用流程，引领读者全面掌握算法的核心技术。

目录
第 1 章 初步认识算法思想
1.1 什么是算法 …………………………………………………………………………………………..1
1.1.1 一道趣味题 ……………………………………………………………………………………………1
1.1.2 算法的定义 ……………………………………………………………………………………………2
1.1.3 计算机中的算法 …………………………………………………………………………………….2
1.1.4 总结算法的特征 …………………………………………………………………………………….3
1.2 算法是程序的灵魂 ………………………………………………………………………………..3
1.3 算法的表示方法 ……………………………………………………………………………………4
1.3.1 用流程图来表示算法 ……………………………………………………………………………..4
1.3.2 用 N-S 流程图来表示算法………………………………………………………………………5
1.4 Python 算法思想 ……………………………………………………………………………………6
1.4.1 常用的算法思想 …………………………………………………………………………………….6
1.4.2 衡量算法优劣的标准 ……………………………………………………………………………..6
1.4.3 算法复杂度 ……………………………………………………………………………………………7
1.4.4 时间复杂度与空间复杂度的取舍问题 …………………………………………………….9
1.5 小结 ……………………………………………………………………………………………………10
第 2 章 枚举算法思想
2.1 枚举算法基础 …………………………………………………………………………………….. 11
2.1.1 枚举算法介绍 ………………………………………………………………………………………11
2.1.2 Python 中枚举算法的实现思路……………………………………………………………..11
2.2 算法演练——找出符合条件的 5 位数 ………………………………………………….12
2.2.1 算法分析：首位数不能是谁 …………………………………………………………………12
2.2.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..12
2.3 算法演练——24 点游戏 ………………………………………………………………………13
2.3.1 算法分析：加括号和去除重复表达式 …………………………………………………..13
2.3.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..14
2.3.3 第二种方案：列表切片操作实现排列组合 ……………………………………………17
2.3.4 第三种方案：itertools 模块实现排列组合 ……………………………………………..17
2.4 算法演练——解决熄灯问题 …………………………………………………………………19
2.4.1 算法分析：规则中的规律 …………………………………………………………………….20
2.4.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..21
2.5 算法演练——解决“讨厌的青蛙”问题 ……………………………………………….23
2.5.1 算法分析：缩小解的空间 …………………………………………………………………….24
2.5.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..24
2.6 小结 ……………………………………………………………………………………………………26
第 3 章 递归算法思想
3.1 递归算法思想基础 ………………………………………………………………………………27
3.2 算法演练——解决“斐波那契数列”问题 ……………………………………………28
3.2.1 算法分析：找出兔子增加的规律 ………………………………………………………….28
3.2.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..28
3.3 算法演练——解决“汉诺塔”问题 ………………………………………………………29
3.3.1 算法分析：情景模拟移动过程 ……………………………………………………………..29
3.3.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..30
3.4 算法演练——解决“阶乘”问题 ………………………………………………………….32
3.4.1 算法分析：拆分调用 ……………………………………………………………………………32
3.4.2 具体实现：显示 6 以内阶乘过程 ………………………………………………………….32
3.5 算法演练——进制转换器 …………………………………………………………………….33
3.5.1 算法分析：除以 2 获取余数 …………………………………………………………………33
3.5.2 具体实现：输出十进制数字 10 对应的二进制数 …………………………………..33
3.6 算法演练——分解数字 ………………………………………………………………………..34
3.6.1 算法分析：递归除以 10 ……………………………………………………………………….34
3.6.2 具体实现：分解 5 位整数 12345 …………………………………………………………..34
3.7 算法演练——解决二叉树遍历问题 ………………………………………………………34
3.7.1 算法分析：实现三种遍历方式 ……………………………………………………………..34
3.7.2 实现树的结构 ………………………………………………………………………………………35
3.7.3 二叉树递归遍历方案 ……………………………………………………………………………36
3.8 算法演练——公约数和小公倍数 ……………………………………………….38
3.8.1 算法分析：整理计算流程 …………………………………………………………………….38
3.8.2 基于递归算法的方案 ……………………………………………………………………………38
3.8.3 比较递归和非递归方案 ………………………………………………………………………..39
3.9 小结 ……………………………………………………………………………………………………40
第 4 章 分治算法思想
4.1 分治算法思想基础 ………………………………………………………………………………41
4.1.1 分治算法介绍与解题步骤 …………………………………………………………………….41
4.1.2 分治算法的思路 …………………………………………………………………………………..41
4.1.3 分治算法能解决什么类型的问题 ………………………………………………………….42
4.2 算法演练——二分法找出有序列表指定值 ……………………………………………43
4.2.1 算法分析：确定中位数 ………………………………………………………………………..43
4.2.2 种方案：先判断再查询 …………………………………………………………………43
4.2.3 第二种方案：判断某个元素是否在列表中 ……………………………………………44
4.2.4 第三种方案：找出有序列表中的指定值 ……………………………………………….45
4.3 算法演练——求顺序表中数据的值 ……………………………………………….45
4.3.1 算法分析：找出每一个分组中的值 ……………………………………………….45
4.3.2 具体实现：找出给定列表 list 中的值 …………………………………………….46
4.4 算法演练——查找列表中元素的小值和值 …………………………………46
4.4.1 算法分析：合理分组 ……………………………………………………………………………46
4.4.2 种方案：分组计算 ………………………………………………………………………..47
4.4.3 第二种方案：选择小元素 ………………………………………………………….48
4.5 算法演练——找出一组序列中的第 k 小（大）的元素 ………………………….48
4.5.1 算法分析：设置枢纽元素 …………………………………………………………………….48
4.5.2 种方案：分组比较 ………………………………………………………………………..49
4.5.3 第二种方案：快速排序的分治算法 ………………………………………………………49
4.5.4 第三种方案：分组和排序同时进行 ………………………………………………………50
4.5.5 第四种方案：生成随机校验码 ……………………………………………………………..51
4.6 算法演练——快速排序 ………………………………………………………………………..51
4.6.1 算法分析：设定基准线并对比 ……………………………………………………………..51
4.6.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..52
4.6.3 第二种方案：列表推导 ………………………………………………………………………..52
4.7 算法演练——实现归并排序 …………………………………………………………………53
4.7.1 算法分析：中间下标与值大小分配 ………………………………………………………53
4.7.2 具体实现：对列表 [1,6,12,3,8] 进行归并排序 ……………………………………….54
4.8 算法演练——整数划分 ………………………………………………………………………..54
4.8.1 算法分析：梳理递归关系 …………………………………………………………………….55
4.8.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..55
4.9小结 ……………………………………………………………………………………………………56
第 5 章 贪心算法思想
5.1 贪心算法思想基础 ………………………………………………………………………………57
5.1.1 贪心算法介绍 ………………………………………………………………………………………57
5.1.2 贪心算法的基本思路 ……………………………………………………………………………58
5.2 算法演练——解决“找零方案”问题 …………………………………………………..58
5.2.1 算法分析：零钱的面额是固定的 ………………………………………………………….58
5.2.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..58
5.3 算法演练——解决“汽车加油”问题 …………………………………………………..59
5.3.1 算法分析：先加油后贪心 …………………………………………………………………….59
5.3.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..59
5.4 算法演练——解决“求子元素之和问题”问题 ……………………………..60
5.4.1 算法分析：确定目前子元素的和是否 ……………………………………………60
5.4.2 具体实现：计算整数列表 s 的连续子元素之和 ……………………………..61
5.5 算法演练——解决“幼儿园分糖果”问题 ……………………………………………61
5.5.1 算法分析：优先从需求因子小的孩子进行尝试 …………………………………….61
5.5.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..61
5.6 算法演练——圣诞节的礼物 …………………………………………………………………62
5.6.1 算法分析：单位价值 …………………………………………………………………….62
5.6.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..63
5.7 算法演练——解决“活动安排”问题 …………………………………………………..64
5.7.1 算法分析：活动安排问题的解 ………………………………………………………64
5.7.2 个方案：快速排序 ………………………………………………………………………..65
5.7.3 第二个方案：通过冒泡排序同步交换数据 ……………………………………………66
5.8 算法演练——解决“摇摆序列”问题 …………………………………………………..67
5.8.1 算法分析：选择使得摇摆子序列长度更长的数 …………………………………….67
5.8.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..68
5.9 算法演练——移除 k 个数字 …………………………………………………………………69
5.9.1 算法分析：从高位向低位遍历 ……………………………………………………………..69
5.9.2 具体实现 ……………………………………………………………………………………………..70
5.10 算法演练——四种解决“霍夫曼编码”问题的方案 ……………………………70
5.10.1 算法分析 ……………………………………………………………………………………………71
5.10.2 种方案：权值排序 ………………………………………………………………………72
5.10.3 第二种方案：使用 Python 自带的内置库 heapq …………………………………..73
5.10.4 第三种方案：使用内置统计函数 ………………………………………………………..75
5.10.5 第四种方案：实现完整树的队列操作 …………………………………………………76
5.11 算法演练——解决“Kruskal 算法”问题 ……………………………………………78
5.11.1 算法分析：顺序选取权重边 ……………………………………………………………….79
5.11.2 种方案：判断根结点是否相同 …………………………………………………….80
5.11.3 第二种方案：将权重小的边加入到小生成树 ……………………………….81
5.11.4 第三种方案：基于不相交集实现 ………………………………………………………..83
5.12 算法演练——解决“Prim 算法”问题 ………………………………………………..85
5.12.1 算法分析：将结点分组 ………………………………………………………………………86
5.12.2 种方案：选取权重小的一条边 …………………………………………………86
5.12.3 第二种方案：随机选取结点 ……………………………………………………………….87
5.13 小结 ………………………………………………………………………………………………….89