算法第一步(Python版)

图书标准信息

• 作者 叶蒙蒙
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2020-12
• 版次 1
• ISBN 9787121391279
• 定价 89.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 272页
• 字数 372千字

【内容简介】

本书针对零基础的初学者，以算法为核心，以编程为手段，*终的目的是培养读者的计算思维。本书涉及大学计算机课程中程序设计、数据结构和计算机原理等多个领域的知识，从程序、编程和算法是什么入手；然后重点介绍了控制流程和数据结构，并针对数据结构的限制和实现剖析了现代电子计算机的基础：二进制和冯·诺依曼结构；*后重点介绍了6大经典算法的原理、过程和编程实现，以及其背后的算法策略。为了使零基础的读者能够上手编程，本书从操作角度阐述了编程工具的使用和程序编写、运行、调试的过程。

【作者简介】

叶蒙蒙，微软资深算法工程师，科普写手。近二十年间积累了大量用C/C , Java, C# 和 Python开发各类软件的经验，深刻体会到编程的核心在于算法。本着帮助更多朋友了解和学习计算机算法、掌握计算思维的初心写作此书。

【目录】

第1章 认识算法 

1.1 算法究竟是什么 

1.1.1 广义的算法 

1.1.2 计算机领域的算法 

1.2 程序、编程和算法之间的关系 

1.2.1 算法与程序 

1.2.2 算法与编程 

1.2.3 学习算法和编程的用处 

1.3 学习算法的深度 

1.3.1 掌握算法的5个层次 

1.3.2 对应不同层次的讲解方法 

1.3.3 算法驱动编程 

1.3.4 算法的难点：从原理到实现 

第2章 万事的抽象：控制流程 

2.1 认识流程 

2.1.1 顺序 

2.1.2 顺序结构 

2.1.3 条件（分支） 

2.1.4 条件（分支）结构 

2.1.5 循环（迭代） 

2.1.6 循环（迭代）结构 

2.2 用简单的结构表达复杂的过程：控制结构的排列和嵌套 

2.2.1 什么是流程图 

2.2.2 极简版流程图符号表 

2.2.3 最简单的流程图 

2.3 流程图的粒度与嵌套 

2.3.1 粒度 

2.3.2 嵌套 

2.3.3 条件结构和循环结构的嵌套 

2.3.4 粒度均衡的流程图 

第3章 计算机是如何运行的 

3.1 数据 

3.1.1 信息数字化 

3.1.2 数据化与数据 

3.1.3 数据的组织 

3.1.4 数据结构 

3.2 计算机原理浅释 

3.2.1 电子计算机的前世今生 

3.2.2 冯?诺依曼结构 

3.2.3 存储空间的地址和内容 

3.2.4 一条指令是如何被执行的 

3.2.5 冯?诺依曼结构的直观解释 

3.2.6 冯·诺依曼结构的应用 

3.2.7 冯·诺依曼结构的瓶颈 

3.2.8 哈佛结构 

第4章 万物的抽象：数据结构 

4.1 认识数据结构 

4.1.1 数组 

4.1.2 链表 

4.2 直观理解数据结构 

4.2.1 数组与链表 

4.2.2 数组与链表之同 

4.2.3 数组与链表之异 

4.3 预留给货物的固定货架：内存中的数组 

4.3.1 存储空间 

4.3.2 数组：一块连续的存储空间 

4.3.3 数组的下标 

4.3.4 数组中的元素 

4.3.5 数组的元素值 

4.3.6 数组的特性 

4.3.7 连续存储惹的祸 

4.4 见缝插针地摆放货物：内存中的链表 

4.4.1 链表 

4.4.2 链表的编辑 

4.5 数据结构的特性和发展 

4.5.1 特性各异的链表与数组 

4.5.2 数据结构的发展 

第5章 复杂一些的数据结构：图和树 

5.1 图 

5.1.1 图的定义和分类 

5.1.2 相关概念和算法 

5.2 树 

5.2.1 树的定义 

5.2.2 二叉树 

5.3 遍历算法 

5.3.1 树的遍历和图的遍历 

5.3.2 二叉树的深度优先遍历算法 

5.3.3 二叉树的广度优先遍历算法 

5.4 图和树的现实意义 

5.4.1 图的抽象 

5.4.2 树的抽象 

5.5 图和树 

5.5.1 树是图的真子集 

5.5.2 树比图更加严谨 

第6章 第一行Python代码 

6.1 跟你的计算机聊天：编程语言 

6.1.1 什么是编程语言 

6.1.2 从低级语言到高级语言 

6.1.3 编译和解释 

6.2 直观感受不同的编程语言 

6.3 一条可爱的小蟒蛇：Python语言 

6.3.1 主流编程语言 

6.3.2 为什么选择Python 

6.3.3 Python的特性 

6.3.4 结合数组与链表的优点的列表 

6.4 Python的编辑、运行环境 

6.4.1 顺序安装 

6.4.2 创建项目 

6.4.3 开始编写第一个程序 

6.5 第一个Python程序：让Python小蟒蛇动起来 

6.5.1 你好世界 

6.5.2 运行Python程序的几种方式 

6.5.3 编程语言的基本概念 

6.5.4 Python中的print()函数 

第7章 开始用Python语言编写程序 

7.1 数据值和数据类型 

7.1.1 数据的抽象和具象含义 

7.1.2 数据类型 

7.2 标识符 

7.3 字面量、变量和常量 

7.4 变量赋值 

7.4.1 赋值的方式 

7.4.2 赋值前无须声明类型 

7.4.3 赋值后不能隐性转换类型 

7.5 Python中的数组 

7.5.1 逻辑上的数组 

7.5.2 列表和元素 

7.5.3 列表的赋值和复制 

7.6 Python中的流程控制 

7.6.1 用缩进划分代码块 

7.6.2 关键字 

7.6.3 Python中的3种控制结构 

7.6.4 不同类型结构的嵌套 

第8章 实现第一个算法并衡量其优劣 

8.1 从最简单的算法开始学：顺序查找 

8.1.1 什么是查找算法 

8.1.2 查找算法的要素 

8.1.3 顺序查找 

8.2 顺序查找的数据结构和控制流程 

8.2.1 数据结构 

8.2.2 控制流程 

8.3 用Python实现顺序查找算法 

8.3.1 用变量和赋值重绘流程图 

8.3.2 代码实现 

8.4 用for语句实现顺序查找算法 

8.4.1 Python循环关键字：for和while 

8.4.2 用for循环实现顺序查找算法 

8.5 如何衡量算法的性能 

8.5.1 时间复杂度 

8.5.2 常见算法的时间复杂度 

8.5.3 空间复杂度 

第9章 简单但有用的经典查找算法 

9.1 猜数游戏 

9.1.1 游戏规则 

9.1.2 不限制猜测次数的游戏的必胜攻略 

9.1.3 限制猜测次数的猜数游戏 

9.2 从“挨着找”到“跳着找” 

9.3 二分查找：从原理到形式化描述 

9.3.1 二分查找的原理 

9.3.2 结构化的自然语言描述——流程图 

9.3.3 形式化描述第一步——变量和赋值 

9.4 二分查找的编程实现 

9.4.1 形式化流程控制 

9.4.2 从流程图到代码 

9.5 二分查找的性能 

9.5.1 二分查找的时间复杂度 

9.5.2 二分查找的空间复杂度 

第10章 程序中的函数 

10.1 计算机领域的函数 

10.1.1 编程中的函数 

10.1.2 函数的定义 

10.1.3 函数的调用 

10.1.4 二分查找函数 

10.2 函数的作用 

10.2.1 重用 

10.2.2 抽象和封装 

10.2.3 从程序之外获得数据 

10.3 函数的参数 

10.3.1 函数的参数及其值的变化 

10.3.2 Python的函数参数传递 

10.3.3 函数参数问题的简化理解 

第11章 编程实现猜数游戏 

11.1 用Python实现猜数游戏 

11.1.1 猜数游戏与二分查找 

11.1.2 编写猜数游戏攻击者辅助程序 

11.2 修改后的猜数小助手为什么输了 

11.3 Bug 

11.4 Bug的天敌——Debug 

11.4.1 什么是Debug 

11.4.2 常用Debug方法：打印变量中间值 

11.5 和Bug斗智斗勇 

11.5.1 Bug的严重性 

11.5.2 产生Bug的原因 

11.5.3 防止Bug产生危害的方法 

第12章 二分查找的变形 

12.1 二分查找变形记：重复数列二分查找 

12.1.1 包含重复元素数列的二分查找 

12.1.2 包含重复元素数列的二分查找的变形 

12.2 让变形更高效：与经典二分查找相同的时间复杂度 

12.2.1 包含重复元素数列的二分查找的时间复杂度 

12.2.2 时间复杂度的计算 

12.2.3 包含重复元素数列的二分查找的O(log(n))算法 

12.3 二分查找再变形：旋转数列二分查找 

12.3.1 有序数列的旋转 

12.3.2 不包含重复元素旋转数列的二分查找 

12.3.3 算法实现 

12.3.4 代码优化 

12.4 包含重复元素旋转数列的二分查找 

第13章 认识排序算法 

13.1 处处可见的排行榜 

13.1.1 什么是排序 

13.1.2 排序算法的江湖地位 

13.1.3 无处不在的排行榜 

13.2 排序算法的分类 

13.2.1 排序算法的分类方式 

13.2.2 比较排序 

13.2.3 比较排序的局限和优势 

13.3 排序算法的基本操作：两两交换数组中的元素 

13.3.1 查找算法和排序算法 

13.3.2 两两交换数组中的元素 

13.3.3 swap()函数 

13.3.4 没有返回值的swap()函数 

第14章 几种简单排序算法 

14.1 扑克牌游戏 

14.1.1 用扑克牌做一个小游戏 

14.1.2 排序要解决的问题 

14.1.3 基于直觉的排序算法 

14.2 选择排序 

14.2.1 算法原理 

14.2.2 数据结构 

14.2.3 算法步骤 

14.2.4 编程实现 

14.3 起泡排序 

14.3.1 历史 

14.3.2 算法原理 

14.3.3 算法步骤 

14.3.4 编程实现 

14.3.5 算法优化 

14.4 插入排序 

14.4.1 算法原理：又见扑克牌 

14.4.2 在数组中插入元素 

14.4.3 算法步骤 

14.4.4 编程实现 

14.5 简单排序概述 

14.5.1 排序的时间复杂度 

14.5.2 排序的空间复杂度 

14.5.3 简单排序算法性能总结 

第15章 必须掌握的排序算法 

15.1 快速排序 

15.1.1 一个“笑话” 

15.1.2 算法原理 

15.1.3 算法的江湖地位 

15.1.4 算法步骤 

15.2 快速排序的时间复杂度 

15.2.1 时间复杂度的计算 

15.2.2 最佳时间复杂度 

15.2.3 最差时间复杂度 

15.2.4 平均时间复杂度 

15.2.5 理解快速排序的平均时间复杂度 

15.3 快速排序的空间复杂度 

15.3.1 简单的分区函数 

15.3.2 优化分区函数 

15.4 解读分区算法源代码 

15.4.1 “人肉计算机”法 

15.4.2 打印解读法 

15.5 编程实现快速排序算法 

15.5.1 分治策略 

15.5.2 快速排序的分与治 

15.5.3 编程实现快速排序算法 

第16章 递归实现快速排序 

16.1 递归：像“贪吃蛇”一样“吃掉”自己 

16.1.1 历史悠久的概念 

16.1.2 无效递归 

16.1.3 有效递归 

16.1.4 分形 

16.1.5 斐波那契数列 

16.2 递归函数 

16.2.1 递归和分治 

16.2.2 递归函数 

16.2.3 最简单的递归函数 

16.2.4 Python 限制递归深度 

16.2.5 限制运行次数的递归函数 

16.2.6 递归实现斐波那契数的计算 

16.3 实现递归式快速排序 

16.3.1 递归式快速排序的原理 

16.3.2 递归式快速排序的编程实现 

16.3.3 算法性能 

16.4 测试算法程序 

16.4.1 构造测试数据集 

16.4.2 安装 pip 和用 pi