演算法學習手冊|寫出更有效率的程式

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George T. Heineman
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  • 演算法
  • 資料結構
  • 程式設計
  • 效率
  • Python
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  • Java
  • 計算思維
  • 問題解決
  • 程式碼優化
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具体描述

  論及撰寫有效率的程式時,每位軟體專業人士都需要具備有效率的演算法運作知識。在這本實務書籍中,《Algorithms in a Nutshell》作者George Heineman對於多種語言編寫程式時所用的效能改進關鍵演算法,有簡潔而詳實的介紹。軟體開發人員、測試人員、維護人員將理解演算法如何創造性地解決運算問題。 
 
  每章都會以前面章節內容為基礎,藉由清晰的圖示和不斷提供的新基本概念,包括演算法分析,對書中介紹的每個演算法做效能分級。你可以將每章所學到的內容,應用到該章最後的挑戰題中,如同模擬在程式術科面試場上的體驗。 
 
  閱讀本書,你將可以: 
  ‧探索電腦科學和軟體工程核心的基本演算法 
  ‧學習有效率解決問題的常見策略,例如:分治法、動態規劃、貪婪方法 
  ‧使用Big-O分析與評估程式的時間複雜度 
  ‧使用現有的Python函式庫和資料結構來解決演算法問題 
  ‧了解重要演算法的主要步驟
 
好評推薦
 
  「一本平易近人的著作,可讓你立即應用進而提升程式的執行效率。書中將教你電腦科學中會用到的基本演算法和資料型別。如果你正在找一份程式設計相關的技術工作,這本書可能會在下次的程式面試中幫助你取得好成績。」 — Zvi Galil ,喬治亞理工學院,計算學院Frederick G. Storey主任暨名譽院長 
好的,这里有一份关于一本假想的、与您提供的书名《演算法學習手冊|寫出更有效率的程式》内容完全无关的图书简介,力求详尽且自然: --- 图书名称: 《星际漫游者:古老文明的遗迹与未知的生态系统》 作者: 艾莉亚·凡德尔(Aria Vanderl) 出版社: 苍穹之眼出版(Celestial Eye Press) 开本/页数: 16开 / 680页(含大量高分辨率插图与全彩地图) 定价: NT$ 850 / HK$ 220 / RM 110 --- 【内容简介】 一趟穿越时间与空间的史诗级探索之旅 《星际漫游者:古老文明的遗迹与未知的生态系统》并非一本简单的科幻小说或硬核的科学报告,而是一部融合了田野考察记录、考古学推测、生物学观察笔记以及深刻哲学反思的综合性探险日志。本书记录了著名天体生物学家兼独立探险家艾莉亚·凡德尔博士,历时十五年,对银河系外围“寂静之臂”星域中三个主要目标行星——卡戎三号(Charon III)、织女星环(Vega Ring)的卫星群,以及代号为“漂浮花园”的游牧星云——进行深度考察的全过程。 本书的核心在于揭示那些被主流星际联盟资料库长期忽略的、拥有高度复杂性但已走向终结的“前技术文明”的证据,并对这些文明在极端环境中如何演化出独特的生命形态进行了细致的描绘。 第一部分:卡戎三号——冰封下的智慧低语 卡戎三号,一个被厚重冰层覆盖的行星,其大气层稀薄,地表温度常年处于绝对零度附近。凡德尔博士的团队,利用自主研发的深层地热穿透技术,首次深入到冰盖下五公里处,发现了一个由“硅基共生体”构成的庞大地下网络。 这部分详尽描述了这些生物如何利用行星核心的热能进行低速的化学信息交换,以及它们遗留下来的、由晶体结构构成的“记忆塔”。本书不仅展示了这些晶体塔的微观结构照片,还通过对特定谐振频率的分析,推测出这些古老智慧体可能记录了关于宇宙大爆炸后早期物质分布的独特视角。我们首次得以窥见一个不依赖碳基或液态水的生命体系,其复杂程度远远超出了我们对“生命”的传统定义。章节中还包括了对卡戎三号极端地质活动的详细记录,以及团队在零下两百度的环境中,如何维护生命维持系统的惊险细节。 第二部分:织女星环的卫星群——失落的“声光之城” 织女星环区域的六颗岩石卫星,曾被认为是恒星风暴下的荒芜之地。然而,凡德尔博士的团队在其中最大的一颗卫星——“信标”(The Beacon)上,发现了令人震惊的“声光之城”的残骸。 这部分内容聚焦于一个将声波塑形和光子信息编码作为主要建筑和通讯手段的文明遗迹。作者细致地重建了城市的功能布局:巨大的共振穹顶如何用于天气控制,以及那些半透明的、由固化声波构成的“街道”。书中特别收录了由凡德尔博士团队复原的一段来自该文明的“历史片段”——一段通过调整卫星轨道引力场而产生的周期性光影变化,揭示了该文明因过度依赖自身的能源系统而导致的最终崩溃。这不仅是对一个文明兴衰的记录,更是对科技依赖性的深刻警示。此外,本书还附带了详细的“织女星环区域星图”,标注了所有已知的异常电磁信号源。 第三部分:漂浮花园——不稳定的生物圈与适应性悖论 最令人着迷的发现,莫过于对“漂浮花园”星云的考察。这不是一个固态星球,而是一个由密集的气态巨行星碎片和富含有机分子的尘埃云构成的、处于永恒运动中的生态圈。 在这些漂浮的“岛屿”上,凡德尔博士发现了一系列令人瞠目结舌的“气态生物”和“浮力适应者”。这些生物群落没有固定的栖息地,它们通过复杂的静电荷和磁场互动来维持群体的凝聚力,并通过捕获星际介质中的微量元素维持生命活动。本书用大量的篇幅探讨了这些生物群落的“涌现式智能”——它们如何作为一个整体,在极端不稳定的环境中,维持了数百万年的生存。作者甚至记录了她本人与一种被称为“电磁水母”的生物进行的一次短暂而宁静的“接触”,这段描述充满了对生命本质的敬畏与哲学思辨。 【本书特色与价值】 前沿跨学科研究: 融合了天体物理学、异星生物学、考古学及高级地质学分析。 视觉盛宴: 收录了超过三百张由探险队实地拍摄的行星地貌照片、生命体模型图,以及高精度三维重建图。 深刻反思: 本书超越了单纯的发现记录,引导读者思考智慧生命的普遍性、文明的脆弱性,以及我们在宇宙中孤独的定位。 《星际漫游者》是所有对未知的边界、失落的历史以及生命存在的极限充满好奇心的读者,不可错过的里程碑式作品。它将颠覆你对“家园”和“生命”的所有固有认知。

著者信息

作者簡介
 
George Heineman
 
  George Heineman 是電腦科學教授,在軟體工程和演算法方面具有20年以上的經驗。他是《Algorithms in a Nutshell》(第2版)作者以及O'Reilly多門直播訓練課程講師(包括Exploring Algorithms in Python、Working with Algorithms in Python)。George是Sujiken謎題(數獨的變化版)與Trexagon謎題發明者。

图书目录

第一章 解決問題 
何謂演算法? 
找出任一串列的最大值 
計數關鍵作業 
能夠預測演算法效能的模型 
找出任一串列的前兩大值 
錦標賽演算法 
時間複雜度與空間複雜度 
本章總結 
挑戰題 

第二章 演算法分析
以實證模型預測效能 
更快的乘法 
效能等級 
漸近分析 
計數所有作業 
計數所有位元組 
命運之門 
二元陣列搜尋 
跟π一樣簡單 
一舉兩得 
整體而言 
曲線配適與上限下限 
本章總結 
挑戰題 

第三章 用好雜湊過好生活 
值與鍵的關聯 
雜湊函式與雜湊值 
(鍵, 值)組的雜湊表結構 
以線性探測察覺與解決衝突 
分別鏈結的鏈結串列 
移除鏈結串列的項目 
評估 
擴充雜湊表 
動態雜湊表的效能分析 
完美雜湊 
疊代處理(鍵, 值)組 
本章總結 
挑戰題 

第四章 堆積向上 
最大二元堆積 
插入(值, 優先序) 
移除優先序最高的值 
以陣列表示二元堆積 
swim與sink的實作 
本章總結 
挑戰題 

第五章 無魔法的奇妙排序 
用交換做排序 
選擇排序 
二次等級排序演算法的剖析 
插入排序與選擇排序的效能分析 
遞迴與分治法 
合併排序 
快速排序 
堆積排序 
O(N log N)等級演算法的效能比較 
Tim 排序 
本章總結 
挑戰題 

第六章 二元樹∼掌握無限 
開場 
二元搜尋樹 
搜尋二元搜尋樹內容值 
移除二元搜尋樹內容值 
遍歷二元搜尋樹 
二元搜尋樹的效能分析 
自平衡二元搜尋樹 
自平衡二元樹的效能分析 
以二元樹實作(鍵, 值)符號表 
以二元樹實作優先佇列 
本章總結 
挑戰題 

第七章 圖∼盡在連結 
有效率的以圖儲存有用資訊 
以深度優先搜尋解開迷宮 
採取不同策略的廣度優先搜尋 
有向圖 
具邊權重的圖 
Dijkstra演算法 
全點對最短路徑 
Floyd-Warshall演算法 
本章總結 
挑戰題 

第八章 本書總結 
Python內建資料結構 
以Python實作堆疊 
以Python實作佇列 
堆積與優先佇列的實作 
後續的探索

图书序言

  • ISBN:9786263241749
  • 規格:平裝 / 264頁 / 18.5 x 23 x 1.48 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

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最近總覺得自己在程式碼的優化上有點力不從心,尤其是在面對複雜的邏輯判斷和迴圈時,很容易陷入效率低下的泥淖。這本手冊的書名很有吸引力,給人一種「實戰導向」的感覺,不像有些演算法書,學完後還是不知道該怎麼應用到實際的專案中去。我比較關注的是,它在解釋複雜概念時,是不是有使用足夠生活化或工程師能理解的例子?畢竟,抽象的數學公式看久了頭會很痛。如果書中能提供一些視覺化的圖解,幫助理解時間與空間複雜度的取捨,那就太完美了。而且,如果它能涵蓋一些常見的編譯器優化層級的知識,讓我們知道程式碼是如何被「翻譯」成機器指令並影響最終效能的,那絕對是大大加分。這對我這種追求極致性能的開發者來說,是不能錯過的寶典。

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身為一個資深但偶爾會感到技術焦慮的開發者,我一直在尋找一本能夠幫助我「補足內功」的書。很多時候,我們寫出來的程式之所以慢,根源就在於對底層演算法的不夠透徹理解,總是在應用層面做表面功夫。這本《演算法學習手冊》聽起來像是專門為了解決這個痛點而生。我特別好奇它在處理「動態規劃」這類讓人頭痛的章節時,會採用什麼樣的教學方法。動態規劃常常是決定程式效率的關鍵,但它的遞迴思維真的很考驗人。如果這本書能提供一套清晰的解題心法,讓我們從問題定義開始,一步步拆解出狀態轉移方程,那將會非常有幫助。希望它不只是羅列演算法,而是真的教我們如何「思考」演算法,這才是學習的精髓所在。

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哎呀,我最近剛從一個大型專案的泥沼裡爬出來,現在最需要的就是這種可以讓我快速回血、重新架構思維的工具書。說真的,我們在處理資料量爆炸的現代世界,光是程式能跑出來根本不夠看,效能才是王道啊!我一直覺得自己的程式設計思維停留在「能用就好」的階段,但隨著專案規模越來越大,這種心態真的是致命傷。聽聞這本《演算法學習手冊》的標題,就讓人覺得它直指核心問題——如何「寫出更有效率的程式」。我最希望看到的是,書裡有沒有深入探討各種資料結構在不同情境下的最佳應用場景?例如,在處理大量非結構化資料時,傳統的樹狀結構還夠用嗎?還是需要引入一些更現代的結構?如果能提供一些前輩級的調優技巧,或是常見的效能瓶頸分析方法,那這本書的價值就不是用金錢可以衡量的了,簡直是每位後端開發者書架上必備的武功秘笈。

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這本書聽起來超讚的!最近剛好在研究如何優化我的程式碼,常常覺得自己寫出來的東西雖然能跑,但效率就是差那麼一截,卡在一些基礎觀念上。市面上的演算法書籍很多,但要找到一本真正能把理論跟實戰結合得很好的,說實話有點難度。很多書不是太理論化,讀起來像在啃教科書,不然就是範例太過簡單,學了跟沒學一樣。我特別期待這種「學習手冊」的形式,代表它會提供一個循序漸進的路線圖,從最基本的概念到進階的應用都能涵蓋到。如果內容能包含一些實際案例的效能分析對比,那就更棒了,畢竟身為一個工程師,看到數字上的進步是最有感的。希望它能幫助我釐清那些困擾已久的複雜度分析,讓我在面試或專案中更有底氣地提出更精準的解決方案。這對於提升整個開發體驗來說,絕對是一劑強心針。

评分

不得不說,現在軟體開發圈子對「快速迭代」的追求太高了,很多時候為了趕上時程,效能優化就會被犧牲掉,結果產品上線後,使用者體驗因為卡頓而大打折扣。我希望這本學習手冊能成為一個強而有力的後盾,讓我們在必要時,能有信心和知識去重構那些效率低下的核心模組。我非常看重「手冊」這個詞,它暗示著它應該是一本隨手可查、重點清晰、結構分明的參考資料。我比較在意書中對於「效能偵錯」的著墨多不多?例如,如何利用常見的 Profiler 工具,搭配書中學到的演算法知識,精準定位到是哪一個環節拖慢了整個系統?如果能提供一些實際的效能瓶頸案例分析與對策,那就太棒了。這本書如果真能做到言行合一,提供紮實的效率提升方案,絕對是科技業的明日之星!

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