本書是一本面向中高級程序員的算法教程，借助Java語言，用經典的算法、編碼技術和原理來求解計算機科學的一些經典問題。全書共10章，講述了常見的搜索算法、常見的圖算法、遺傳算法、k均值聚類算法、簡單的神經網絡、對抗搜索算法等，通過豐富的方案、示例和習題展開具體實踐。本書將計算機科學與應用程序、數據、性能等現實問題深度關聯，定位獨特，示例經典，可以幫助程序員提升用Java解決實際問題的技術、編程和應用能力。
無論何種軟件開發問題，都有可能已經有了解決方案。本書收集了非常有用的解決方案，可以指導你學習那些經過千錘百煉的解決問題的技術。本書介紹的原則和算法可以保證你在一個又一個的項目中節省大量的時間。本書包含50多個練習，這些練習是多年來一直在計算機科學課堂中使用的。你可以通過實踐這些例子來探索核心算法、約束問題、人工智能應用等。本書主要內容包括：遞歸、記憶化和位操作。搜索、圖和遺傳算法。約束滿足問題。k均值聚類、神經網絡和對抗搜索。
前 言
致 謝
第1章 一些小問題 1
1.1 斐波那契數列 1
1.1.1 第一次遞歸嘗試 1
1.1.2 基線條件的運用 2
1.1.3 使用記憶化 4
1.1.4 簡潔的斐波那契方法 5
1.1.5 使用流來生成斐波那
契數列 6
1.2 簡單的壓縮算法 6
1.3 牢不可破的加密方案 10
1.3.1 按順序獲取數據 10
1.3.2 加密和解密 11
1.4 計算 13
1.5 漢諾塔問題 14
1.5.1 對塔進行建模 15
1 5.2 求解漢諾塔問題 15
1.6 實際應用 17
1.7 習題 18
第2章 搜索問題 19
2.1 DNA搜索 19
2.1.1 存儲DNA 19
2.1.2 線性搜索 21
2.1.3 二分搜索 22
2.1.4 通用示例 25
2.2 迷宮求解 26
2.2.1 生成隨機迷宮 28
2.2.2 迷宮的其他方法 30
2.2.3 深度優先搜索 31
2.2.4 廣度優先搜索 35
2.2.5 A*搜索 38
2.3 傳教士和食人族問題 43
2.3.1 用代碼來表達問題 44
2.3.2 求解 46
2.4 實際應用 48
2.5 習題 49
第3章 約束滿足問題 50
3.1 構建約束滿足問題的解決框架 51
3.2 澳大利亞地圖著色問題 54
3.3 八皇后問題 57
3.4 單詞搜索問題 59
3.5 字謎問題 65
3.6 電路板布局問題 66
3.7 實際應用 67
3.8 習題 67
第4章 圖問題 68
4.1 地圖是圖的一種 68
4.2 搭建圖的框架 70
4.3 查找最短路徑 76
4.4 最小化網絡構建成本 78
4.4.1 權重處理 78
4.4.2 查找最小生成樹 82
4.5 在加權圖中查找最短路徑 87
4.6 實際應用 91
4.7 習題 92
第5章 遺傳算法 93
5.1 生物學背景 93
5.2 通用遺傳算法 94
5.3 簡單測試 101
5.4 回顧字謎問題 103
5.5 優化列表壓縮算法 107
5.6 遺傳算法面臨的挑戰 110
5.7 實際應用 110
5.8 習題 111
第6章 k均值聚類 112
6.1 預備知識 112
6.2 k均值聚類算法 115
6.3 按年齡和經度對州長進行
聚類 121
6.4 按長度對邁克爾·杰克遜的
專輯進行聚類 125
6.5 k均值聚類算法問題及其
擴展 127
6.6 實際應用 127
6.7 習題 128
第7章 簡單神經網絡 129
7.1 生物學基礎 129
7.2 人工神經網絡 131
7.2.1 神經元 131
7.2.2 層 132
7.2.3 反向傳播 133
7.2.4 全貌 135
7.3 預備知識 136
7.3.1 點積 136
7.3.2 激活函數 137
7.4 構建神經網絡 138
7.4.1 神經元的實現 138
7.4.2 層的實現 139
7.4.3 神經網絡的實現 141
7.5 分類問題 144
7.5.1 數據的歸一化 145
7.5.2 經典的鳶尾花數據集 146
7.5.3 葡萄酒的分類 150
7.6 加速神經網絡 152
7.7 神經網絡存在的問題及擴展 153
7.8 實際應用 154
7.9 習題 155
第8章 對抗搜索 156
8.1 棋盤游戲的基礎組件 156
8.2 井字棋 158
8.2.1 井字棋的狀態管理 158
8.2.2 極小化極大算法 161
8.2.3 用井字棋測試極小化
極大算法 164
8.2.4 開發井字棋AI 166
8.3 四子棋 168
8.3.1 四子棋游戲程序 168
8.3.2 四子棋AI 174
8.3.3 用alpha-beta剪枝算法優化
極小化極大算法 176
8.4 超越alpha-beta剪枝效果的
極小化極大算法改進方案 177
8.5 實際應用 178
8.6 習題 179
第9章 其他問題 180
9.1 背包問題 180
9.2 旅行商問題 185
9.2.1 樸素解法 186
9.2.2 進階 190
9.3 電話號碼助記符 191
9.4 實際應用 194
9.5 習題 194
第10章 采訪布賴恩·戈茨 195
附錄A 術語表 206
附錄B 更多資源 210
新書資訊