算法（第4版）

目錄
第1章　 基礎(chǔ)　　1
1.1　基礎(chǔ)編程模型　　4
1.1.1　Java程序的基本結(jié)構(gòu)　　4
1.1.2　原始數(shù)據(jù)類型與表達式　　6
1.1.3　 語句　　8
1.1.4　 簡便記法　　9
1.1.5　 數(shù)組　　10
1.1.6　 靜態(tài)方法　　12
1.1.7　 API　　16
1.1.8　 字符串　　20
1.1.9　 輸入輸出　　21
1.1.10　 二分查找　　28
1.1.11　 展望　　30
1.2　 數(shù)據(jù)抽象　　38
1.2.1　 使用抽象數(shù)據(jù)類型　　38
1.2.2　 抽象數(shù)據(jù)類型舉例　　45
1.2.3　 抽象數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)　　52
1.2.4　 更多抽象數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)　　55
1.2.5　 數(shù)據(jù)類型的設(shè)計　　60
1.3　 背包、隊列和?！　?4
1.3.1　 API　　74
1.3.2　 集合類數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)　　81
1.3.3　 鏈表　　89
1.3.4　 綜述　　98
1.4　 算法分析　　108
1.4.1　 科學(xué)方法　　108
1.4.2　 觀察　　108
1.4.3　 數(shù)學(xué)模型　　112
1.4.4　 增長數(shù)量級的分類　　117
1.4.5　 設(shè)計更快的算法　　118
1.4.6　 倍率實驗　　121
1.4.7　 注意事項　　123
1.4.8　 處理對于輸入的依賴　　124
1.4.9　 內(nèi)存　　126
1.4.10　 展望　　129
1.5　案例研究：union-find算法　　136
1.5.1　 動態(tài)連通性　　136
1.5.2　 實現(xiàn)　　140
1.5.3　 展望　　148
第2章　 排序　　152
2.1　 初級排序算法　　153
2.1.1　 游戲規(guī)則　　153
2.1.2　 選擇排序　　155
2.1.3　 插入排序　　157
2.1.4　 排序算法的可視化　　159
2.1.5　 比較兩種排序算法　　159
2.1.6　 希爾排序　　162
2.2　 歸并排序　　170
2.2.1　 原地歸并的抽象方法　　170
2.2.2　 自頂向下的歸并排序　　171
2.2.3　 自底向上的歸并排序　　175
2.2.4　 排序算法的復(fù)雜度　　177
2.3　 快速排序　　182
2.3.1　 基本算法　　182
2.3.2　 性能特點　　185
2.3.3　 算法改進　　187
2.4　 優(yōu)先隊列　　195
2.4.1　 API　　195
2.4.2　 初級實現(xiàn)　　197
2.4.3　 堆的定義　　198
2.4.4　 堆的算法　　199
2.4.5　 堆排序　　205
2.5　 應(yīng)用　　214
2.5.1　 將各種數(shù)據(jù)排序　　214
2.5.2　我應(yīng)該使用哪種排序算法　　218
2.5.3　 問題的歸約　　219
2.5.4　 排序應(yīng)用一覽　　221
第3章　查找　　227
3.1　符號表　　228
3.1.1　API　　228
3.1.2　有序符號表　　230
3.1.3　用例舉例　　233
3.1.4　無序鏈表中的順序查找　　235
3.1.5　有序數(shù)組中的二分查找　　238
3.1.6　對二分查找的分析　　242
3.1.7　預(yù)覽　　244
3.2　二叉查找樹　　250
3.2.1　基本實現(xiàn)　　250
3.2.2　分析　　255
3.2.3　有序性相關(guān)的方法與刪除操作　　257
3.3　平衡查找樹　　269
3.3.1　2-3查找樹　　269
3.3.2　紅黑二叉查找樹　　275
3.3.3　實現(xiàn)　　280
3.3.4　刪除操作　　282
3.3.5　紅黑樹的性質(zhì)　　284
3.4　散列表　　293
3.4.1　散列函數(shù)　　293
3.4.2　基于拉鏈法的散列表　　297
3.4.3　基于線性探測法的散列表　　300
3.4.4　調(diào)整數(shù)組大小　　304
3.4.5　內(nèi)存使用　　306
3.5　應(yīng)用　　312
3.5.1　我應(yīng)該使用符號表的哪種實現(xiàn)　　312
3.5.2　集合的API　　313
3.5.3　字典類用例　　315
3.5.4　索引類用例　　318
3.5.5　稀疏向量　　322
第4章　 圖　　329
4.1　 無向圖　　331
4.1.1　 術(shù)語表　　331
4.1.2　 表示無向圖的數(shù)據(jù)類型　　333
4.1.3　 深度優(yōu)先搜索　　338
4.1.4　 尋找路徑　　342
4.1.5　 廣度優(yōu)先搜索　　344
4.1.6　 連通分量　　349
4.1.7　 符號圖　　352
4.1.8　 總結(jié)　　358
4.2　 有向圖　　364
4.2.1　 術(shù)語　　364
4.2.2　 有向圖的數(shù)據(jù)類型　　365
4.2.3　 有向圖中的可達性　　367
4.2.4　 環(huán)和有向無環(huán)圖　　369
4.2.5　 有向圖中的強連通性　　378
4.2.6　 總結(jié)　　385
4.3　 最小生成樹　　390
4.3.1　 原理　　391
4.3.2　 加權(quán)無向圖的數(shù)據(jù)類型　　393
4.3.3　最小生成樹的API和測試用例　　396
4.3.4　 Prim算法　　398
4.3.5　Prim算法的即時實現(xiàn)　　401
4.3.6　 Kruskal算法　　404
4.3.7　 展望　　407
4.4　 最短路徑　　412
4.4.1　 最短路徑的性質(zhì)　　413
4.4.2　 加權(quán)有向圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　414
4.4.3　最短路徑算法的理論基礎(chǔ)　　420
4.4.4　 Dijkstra算法　　421
4.4.5　無環(huán)加權(quán)有向圖中的最短路徑算法　　425
4.4.6　一般加權(quán)有向圖中的最短路徑問題　　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　 鍵索引計數(shù)法　　455
5.1.2　 低位優(yōu)先的字符串排序　　458
5.1.3　 高位優(yōu)先的字符串排序　　461
5.1.4　 三向字符串快速排序　　467
5.1.5　 字符串排序算法的選擇　　470
5.2　 單詞查找樹　　474
5.2.1　 單詞查找樹　　475
5.2.2　 單詞查找樹的性質(zhì)　　483
5.2.3　 三向單詞查找樹　　485
5.2.4　 三向單詞查找樹的性質(zhì)　　487
5.2.5　應(yīng)該使用字符串符號表的哪種實現(xiàn)　　489
5.3　 子字符串查找　　493
5.3.1　 歷史簡介　　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指紋字符串查找算法　　505
5.3.6　 總結(jié)　　509
5.4　 正則表達式　　514
5.4.1　使用正則表達式描述模式　　514
5.4.2　 縮略寫法　　516
5.4.3　 正則表達式的實際應(yīng)用　　517
5.4.4　 非確定有限狀態(tài)自動機　　518
5.4.5　 模擬NFA的運行　　520
5.4.6　 構(gòu)造與正則表達式對應(yīng)的
5.5　 數(shù)據(jù)壓縮　　529