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第1章 基础1

1.1基础编程模型4

1.1.1 Java程序的基本结构4

1.1.2原始数据类型与表达式6

1.1.3语句8

1.1.4简便记法9

1.1.5数组10

1.1.6静态方法12

1.1.7 API16

1.1.8字符串20

1.1.9输入输出21

1.1.10二分查找28

1.1.11展望30

1.2数据抽象38

1.2.1使用抽象数据类型38

1.2.2抽象数据类型举例45

1.2.3抽象数据类型的实现52

1.2.4更多抽象数据类型的实现55

1.2.5数据类型的设计60

1.3背包、队列和栈74

1.3.1 API74

1.3.2集合类数据类型的实现81

1.3.3链表89

1.3.4综述98

1.4算法分析108

1.4.1科学方法108

1.4.2观察108

1.4.3数学模型112

1.4.4增长数量级的分类117

1.4.5设计更快的算法118

1.4.6倍率实验121

1.4.7注意事项123

1.4.8处理对于输入的依赖124

1.4.9内存126

1.4.10展望129

1.5案例研究：union-find算法136

1.5.1动态连通性136

1.5.2实现140

1.5.3展望148

第2章 排序152

2.1初级排序算法153

2.1.1游戏规则153

2.1.2选择排序155

2.1.3插入排序157

2.1.4排序算法的可视化159

2.1.5比较两种排序算法159

2.1.6希尔排序162

2.2归并排序170

2.2.1原地归并的抽象方法170

2.2.2自顶向下的归并排序171

2.2.3自底向上的归并排序175

2.2.4排序算法的复杂度177

2.3快速排序182

2.3.1基本算法182

2.3.2性能特点185

2.3.3算法改进187

2.4优先队列195

2.4.1 API195

2.4.2初级实现197

2.4.3堆的定义198

2.4.4堆的算法199

2.4.5堆排序205

2.5应用214

2.5.1将各种数据排序214

2.5.2我应该使用哪种排序算法218

2.5.3问题的归约219

2.5.4排序应用一览221

第3章 查找227

3.1符号表228

3.1.1 API228

3.1.2有序符号表230

3.1.3用例举例233

3.1.4无序链表中的顺序查找235

3.1.5有序数组中的二分查找238

3.1.6对二分查找的分析242

3.1.7预览244

3.2二叉查找树250

3.2.1基本实现250

3.2.2分析255

3.2.3有序性相关的方法与删除操作257

3.3平衡查找树269

3.3.1 2-3查找树269

3.3.2红黑二叉查找树275

3.3.3实现280

3.3.4删除操作282

3.3.5红黑树的性质284

3.4散列表293

3.4.1散列函数293

3.4.2基于拉链法的散列表297

3.4.3基于线性探测法的散列表300

3.4.4调整数组大小304

3.4.5内存使用306

3.5应用312

3.5.1我应该使用符号表的哪种实现312

3.5.2集合的API313

3.5.3字典类用例315

3.5.4索引类用例318

3.5.5稀疏向量322

第4章图329

4.1无向图331

4.1.1术语表331

4.1.2表示无向图的数据类型333

4.1.3深度优先搜索338

4.1.4寻找路径342

4.1.5广度优先搜索344

4.1.6连通分量349

4.1.7符号图352

4.1.8总结358

4.2有向图364

4.2.1术语364

4.2.2有向图的数据类型365

4.2.3有向图中的可达性367

4.2.4环和有向无环图369

4.2.5有向图中的强连通性378

4.2.6总结385

4.3最小生成树390

4.3.1原理391

4.3.2加权无向图的数据类型393

4.3.3最小生成树的API和测试用例396

4.3.4 Prim算法398

4.3.5 Prim算法的即时实现401

4.3.6 Kruskal算法404

4.3.7展望407

4.4最短路径412

4.4.1最短路径的性质413

4.4.2加权有向图的数据结构414

4.4.3最短路径算法的理论基础420

4.4.4 Dijkstra算法421

4.4.5无环加权有向图中的最短路径算法425

4.4.6一般加权有向图中的最短路径问题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键索引计数法455

5.1.2低位优先的字符串排序458

5.1.3高位优先的字符串排序461

5.1.4三向字符串快速排序467

5.1.5字符串排序算法的选择470

5.2单词查找树474

5.2.1单词查找树475

5.2.2单词查找树的性质483

5.2.3三向单词查找树485

5.2.4三向单词查找树的性质487

5.2.5应该使用字符串符号表的哪种实现489

5.3子字符串查找493

5.3.1历史简介493

5.3.2暴力子字将串查找算法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指纹字符串查找算法505

5.3.6总结509

5.4正则表达式514

5.4.1使用正则表达式描述模式514

5.4.2缩略写法516

5.4.3正则表达式的实际应用517

5.4.4非确定有限状态自动机518

5.4.5模拟NFA的运行520

5.4.6构造与正则表达式对应的NFA522

5.5数据压缩529

5.5.1游戏规则529

5.5.2读写二进制数据530

5.5.3局限533

5.5.4热身运动：基因组534

5.5.5游程编码537

5.5.6霍夫曼压缩540

第6章 背景558

索引611