正版 数据结构与算法分析:C++语言描述 [美]马克·艾伦·维斯 人民

Chapter 1 Programming: A General Overview / 第 1章 程序设计：概述 1
1.1 Whats This Book About / 本书讨论的内容 1
1.2 Mathematics Review / 数学知识复习 2
1.2.1 Exponents / 指数 3
1.2.2 Logarithms / 对数 3
1.2.3 Series / 级数 4
1.2.4 Modular Arithmetic / 模运算 5
1.2.5 The P Word / 证明方法 6
1.3 A Brief Introduction to Recursion / 递归简论 8
1.4 C++ Classes / C类 12
1.4.1 Basic class Syntax / 基本的class语法 12
1.4.2 Extra Constructor Syntax and Accessors / 构造函数的附加语法和访问函数 13
1.4.3 Separation of Interface and Implementation / 接口与实现的分离 16
1.4.4 vector and string / vector类和string类 19
1.5 C++Details / C细节 21
1.5.1 Pointers / 指针 21
1.5.2 Lvalues, Rvalues, and References / 左值、右值和引用 23
1.5.3 Parameter Passing / 参数传递 25
1.5.4 Return Passing / 返回值传递 27
1.5.5 std::swap and std::move / std::swap和std::move 29
1.5.6 The Big-Five: Destructor, Copy Constructor, Move Constructor, Copy Assignment operator=, Move Assignment operator= / 五大函数：析构函数、拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值operator=和移动赋值operator= 30
1.5.7 C-style Arrays and Strings / C风格数组和字符串 35
1.6 Templates / 模板 36
1.6.1 Function Templates / 函数模板 37
1.6.2 Class Templates / 类模板 38
1.6.3 Object, Comparable, and an Example / Object、Comparable和一个例子 39
1.6.4 Function Objects / 函数对象 41
1.6.5 Separate Compilation of Class Templates / 类模板的分离式编译 44
1.7 Using Matrices / 使用矩阵 44
1.7.1 The Data Members, Constructor, and Basic Accessors / 数据成员、构造函数和基本访问函数 44
1.7.2 operator[] / operator[] 45
1.7.3 Big-Five / 五大函数 46
Summary / 小结 46
Exercises / 练习 46
References / 参考文献 48

Chapter 2 Algorithm Analysis / 第 2章 算法分析 51
2.1 Mathematical Background / 数学基础 51
2.2 Model / 模型 54
2.3 What to Analyze / 要分析的问题 54
2.4 Running-Time Calculations / 运行时间计算 57
2.4.1 A Simple Example / 一个简单的例子 58
2.4.2 General Rules / 一般法则 58
2.4.3 Solutions for the Maximum Subsequence Sum Problem / 最大子序列和问题的求解 60
2.4.4 Logarithms in the Running Time / 运行时间中的对数 66
2.4.5 Limitations of Worst-Case Analysis / 最坏情形分析的局限性 70
Summary / 小结 70
Exercises / 练习 71
References / 参考文献
76
Chapter 3 Lists, Stacks, and Queues / 第3章 表、栈和队列 77
3.1 Abstract Data Types (ADTs) / 抽象数据类型 77
3.2 The List ADT / 表的抽象数据类型 78
3.2.1 Simple Array Implementation of Lists / 表的简单数组实现 78
3.2.2 Simple Linked Lists / 简单链表 79
3.3 vector and list in the STL / STL中的vector和list 80
3.3.1 Iterators / 迭代器 82
3.3.2 Example: Using erase on a List / 例子：对表使用erase 83
3.3.3 const_iterators / const_iterators 84
3.4 Implementation of vector / vector的实现 86
3.5 Implementation of list / list的实现 91
3.6 The Stack ADT / 栈的抽象数据类型 103
3.6.1 Stack Model / 栈模型 103
3.6.2 Implementation of Stacks / 栈的实现 104
3.6.3 Applications / 应用 104
3.7 The Queue ADT / 队列的抽象数据类型 112
3.7.1 Queue Model / 队列模型 113
3.7.2 Array Implementation of Queues / 队列的数组实现 113
3.7.3 Applications of Queues / 队列的应用 115
Summary / 小结 116
Exercises / 练习 116

Chapter 4 Trees / 第4章 树 121
4.1 Preliminaries / 预备知识 121
4.1.1 Implementation of Trees / 树的实现 122
4.1.2 Tree Traversals with an Application / 树的遍历及应用 123
4.2 Binary Trees / 二叉树 126
4.2.1 Implementation / 实现 128
4.2.2 An Example: Expression Trees / 一个例子——表达式树 128
4.3 The Search Tree ADT—Binary Search Trees / 查找树的抽象数据类型——二叉查找树 132
4.3.1 contains / contains 134
4.3.2 findMin and findMax / findMin和findMax 135
4.3.3 insert / insert 136
4.3.4 remove / remove 139
4.3.5 Destructor and Copy Constructor / 析构函数和拷贝构造函数 141
4.3.6 Average-Case Analysis / 平均情况分析 141
4.4 AVL Trees / AVL树 144
4.4.1 Single Rotation / 单旋转 147
4.4.2 Double Rotation / 双旋转 149
4.5 Splay Trees / 伸展树 158
4.5.1 A Simple Idea (That Does Not Work) / 一个简单的想法（不能直接使用） 158
4.5.2 Splaying / 展开 160
4.6 Tree Traversals (Revisited) / 树的遍历（再次讨论） 166
4.7 B-Trees / B树 168
4.8 Sets and Maps in the Standard Library / 标准库中的集合与映射 173
4.8.1 Sets / 集合 173
4.8.2 Maps / 映射 174
4.8.3 Implementation of set and map / set和map的实现 175
4.8.4 An Example That Uses Several Maps / 使用多个映射的示例 176
Summary / 小结 181
Exercises / 练习 182
References / 参考文献 189
Chapter 5 Hashing / 第5章 哈希 193
5.1 General Idea / 一般想法 193
5.2 Hash Function / 哈希函数 194
5.3 Separate Chaining / 分离链接法 196
5.4 Hash Tables without Linked Lists / 不用链表的哈希表 201
5.4.1 Linear Probing / 线性探测法 201
5.4.2 Quadratic Probing / 平方探测法 202
5.4.3 Double Hashing / 双哈希 207
5.5 Rehashing / 再哈希 208
5.6 Hash Tables in the Standard Library / 标准库中的哈希表 210
5.7 Hash Tables with Worst-Case O(1) Access / 以最坏情形O(1)访问的哈希表 212
5.7.1 Perfect Hashing / 完美哈希 213
5.7.2 Cuckoo Hashing / 杜鹃哈希 215
5.7.3 Hopscotch Hashing / 跳房子哈希 227
5.8 Universal Hashing / 通用哈希 230
5.9 Extendible Hashing / 可扩哈希 233
Summary / 小结 236
Exercises / 练习 237
References / 参考文献 241

Chapter 6 Priority Queues (Heaps) / 第6章 优先队列（堆） 245
6.1 Model / 模型 245
6.2 Simple Implementations / 一些简单的实现 246
6.3 Binary Heap / 二叉堆 247
6.3.1 Structure Property / 结构性质 247
6.3.2 Heap-Order Property / 堆序性质 248
6.3.3 Basic Heap Operations / 基本的堆操作 249
6.3.4 Other Heap Operations / 其他的堆操作 252
6.4 Applications of Priority Queues / 优先队列的应用 257
6.4.1 The Selection Problem / 选择问题 258
6.4.2 Event Simulation / 事件模拟 259
6.5 d-Heaps / d堆 260
6.6 Leftist Heaps / 左式堆 261
6.6.1 Leftist Heap Property / 左式堆的性质 261
6.6.2 Leftist Heap Operations / 左式堆操作 262
6.7 Skew Heaps / 斜堆 269
6.8 Binomial Queues / 二项队列 271
6.8.1 Binomial Queue Structure / 二项队列构建 271
6.8.2 Binomial Queue Operations / 二项队列操作 271
6.8.3 Implementation of Binomial Queues / 二项队列的实现 276
6.9 Priority Queues in the Standard Library / 标准库中的优先队列 282
Summary / 小结 283
Exercises / 练习 283
References / 参考文献 288

Chapter 7 Sorting / 第7章 排序 291
7.1 Preliminaries / 预备知识 291
7.2 Insertion Sort / 插入排序 292
7.2.1 The Algorithm / 算法 292
7.2.2 STL Implementation of Insertion Sort / 插入排序的STL实现 293
7.2.3 Analysis of Insertion Sort / 插入排序的分析 294
7.3 A Lower Bound for Simple Sorting Algorithms / 一些简单排序算法的下界 295
7.4 Shellsort / 希尔排序 296
7.4.1 Worst-Case Analysis of Shellsort / 希尔排序的最坏情形分析 297
7.5 Heapsort / 堆排序 300
7.5.1 Analysis of Heapsort / 堆排序的分析 301
7.6 Mergesort / 归并排序 304
7.6.1 Analysis of Mergesort / 归并排序的分析 306
7.7 Quicksort / 快速排序 309
7.7.1 Picking the Pivot / 选取枢纽元 311
7.7.2 Partitioning Strategy / 分割策略 313
7.7.3 Small Arrays / 小数组 315
7.7.4 Actual Quicksort Routines / 实际的快速排序例程 315
7.7.5 Analysis of Quicksort / 快速排序的分析 318
7.7.6 A Linear-Expected-Time Algorithm for Selection / 选择问题的线性期望时间算法 321
7.8 A General Lower Bound for Sorting / 排序算法的一般下界 323
7.8.1 Decision Trees / 决策树 323
7.9 Decision-Tree Lower Bounds for Selection Problems / 选择问题的决策树下界 325
7.10 Adversary Lower Bounds / 对手下界 328
7.11 Linear-Time Sorts: Bucket Sort and Radix Sort / 线性时间排序：桶式排序和基数排序 331
7.12 External Sorting / 外部排序 336
7.12.1 Why We Need New Algorithms / 为什么需要一些新的算法 336
7.12.2 Model for External Sorting / 外部排序模型 336
7.12.3 The Simple Algorithm / 简单算法 337
7.12.4 Multiway Merge / 多路合并 338
7.12.5 Polyphase Merge / 多相合并 339
7.12.6 Replacement Selection / 替换选择 340
Summary / 小结 341
Exercises / 练习 341
References / 参考文献 347

Chapter 8 The Disjoint Sets Class / 第8章 不相交集算法 351
8.1 Equivalence Relations / 等价关系 351
8.2 The Dynamic Equivalence Problem / 动态等价性问题 352
8.3 Basic Data Structure / 基本数据结构 353
8.4 Smart Union Algorithms / 灵巧求并算法 357
8.5 Path Compression / 路径压缩 360
8.6 Worst Case for Union-by-Rank and Path Compression / 按秩求并和路径压缩的最坏情形 361
8.6.1 Slowly Growing Functions / 缓慢增长的函数 362
8.6.2 An Analysis by Recursive Decomposition / 通过递归分解进行的分析 362
8.6.3 An O (M log*N) Bound / 一个O (M log*N)界 369
8.6.4 An O (Mα(M, N)) Bound / 一个O (Mα(M, N))界 370
8.7 An Application / 一个应用 372
Summary / 小结 374
Exercises / 练习 375
References / 参考文献 376

Chapter 9 Graph Algorithms / 第9章 图论算法 379
9.1 Definitions / 若干定义 379
9.1.1 Representation of Graphs / 图的表示 380
9.2 Topological Sort / 拓扑排序 382
9.3 Shortest-Path Algorithms / 最短路径算法 386
9.3.1 Unweighted Shortest Paths / 无权最短路径 387
9.3.2 Dijkstras Algorithm / Dijkstra算法 391
9.3.3 Graphs with Negative Edge Costs / 具有负边值的图 400
9.3.4 Acyclic Graphs / 无圈图 400
9.3.5 All-Pairs Shortest Path / 所有顶点对间的最短路径 404
9.3.6 Shortest Path Example / 最短路径的例 404
9.4 Network Flow Problems / 网络流问题 406
9.4.1 A Simple Maximum-Flow Algorithm / 一个简单的最大流算法 408
9.5 Minimum Spanning Tree / 最小生成树 413
9.5.1 Prims Algorithm / Prim算法 414
9.5.2 Kruskals Algorithm / Kruskal算法 417
9.6 Applications of Depth-First Search / 深度优先搜索的应用 419
9.6.1 Undirected Graphs / 无向图 420
9.6.2 Biconnectivity / 双连通性 421
9.6.3 Euler Circuits / 欧拉回路 425
9.6.4 Directed Graphs / 有向图 429
9.6.5 Finding Strong Components / 查找强分支 431
9.7 Introduction to NP-Completeness / NP完全性介绍 432
9.7.1 Easy vs. Hard / 难与易 433
9.7.2 The Class NP / NP类 434
9.7.3 NP-Complete Problems / NP完全问题 434
Summary / 小结 437
Exercises / 练习 437
References / 参考文献 445

Chapter 10 Algorithm Design Techniques / 第 10章 算法设计技巧 449
10.1 Greedy Algorithms / 贪婪算法 449
10.1.1 A Simple Scheduling Problem / 一个简单的调度问题 450
10.1.2 Huffman Codes / 哈夫曼编码 453
10.1.3 Approximate Bin Packing / 近似装箱问题 459
10.2 Divide and Conquer / 分治算法 467
10.2.1 Running Time of Divide-and-Conquer Algorithms / 分治算法的运行时间 468
10.2.2 Closest-Points Problem / 最近点问题 470
10.2.3 The Selection Problem / 选择问题 475
10.2.4 Theoretical Improvements for Arithmetic Problems / 一些算术问题的理论改进 478
10.3 Dynamic Programming / 动态规划 482
10.3.1 Using a Table Instead of Recursion / 用表代替递归 483
10.3.2 Ordering Matrix Multiplications / 矩阵乘法的顺序安排 485
10.3.3 Optimal Binary Search Tree / 二叉查找树 487
10.3.4 All-Pairs Shortest Path / 所有点对最短路径 491
10.4 Randomized Algorithms / 随机化算法 494
10.4.1 Random-Number Generators / 随机数发生器 495
10.4.2 Skip Lists / 跳跃表 500
10.4.3 Primality Testing / 素性测试 503
10.5 Backtracking Algorithms / 回溯算法 506
10.5.1 The Turnpike Reconstruction Problem / 收费公路重建问题 506
10.5.2 Games / 游戏 511
Summary / 小结 518
Exercises / 练习 518
References / 参考文献 527

Chapter 11 Amortized Analysis / 第 11章 摊还分析 533
11.1 An Unrelated Puzzle / 一个无关的智力问题 534
11.2 Binomial Queues / 二项队列 534
11.3 Skew Heaps / 斜堆 539
11.4 Fibonacci Heaps / 斐波那契堆 541
11.4.1 Cutting Nodes in Leftist Heaps / 切除左式堆中的节点 542
11.4.2 Lazy Merging for Binomial Queues / 二项队列的懒惰合并 544
11.4.3 The Fibonacci Heap Operations / 斐波那契堆操作 548
11.4.4 Proof of the Time Bound / 时间界的证明 549
11.5 Splay Trees / 伸展树 551
Summary / 小结 555
Exercises / 练习 556
References / 参考文献 557

Chapter 12 Advanced Data Structures and Implementation / 第 12章 高级数据结构及其实现 559
12.1 Top-Down Splay Trees / 自顶向下伸展树 559
12.2 Red-Black Trees / 红黑树 566
12.2.1 Bottom-Up Insertion / 自底向上的插入 567
12.2.2 Top-Down Red-Black Trees / 自顶向下红黑树 568
12.2.3 Top-Down Deletion / 自顶向下删除 570
12.3 Treaps / treap 树 576
12.4 Suffix Arrays and Suffix Trees / 后缀数组和后缀树 579
12.4.1 Suffix Arrays / 后缀数组 580
12.4.2 Suffix Trees / 后缀树 583
12.4.3 Linear-Time Construction of Suffix Arrays and Suffix Trees / 后缀数组和后缀树的线性 586
12.5 k -d Trees / k-d 树 596
12.6 Pairing Heaps / 配对堆 602
Summary / 小结 606
Exercises / 练习 608
References / 参考文献 612
Appendix A Separate Compilation of Class Templates / 附录A 类模板的分离式编译 615
A.1 Everything in the Header / 头文件中的内容 616
A.2 Explicit Instantiation / 显示实例化 616

Mark Allen Weiss，佛罗里达靠前大学计算与信息科学学院教授、副院长，本科教育主任和研究生教育主任。他于1987年获得普林斯顿大学计算机科学博士学位，师从Bob Sedgewick。他曾经担任全美AP(Advanced Placement)考试计算机学科委员会的主席(2000-2004)。Weiss教授在数据结构和算法分析方面卓有建树，他的数据结构和算法分析的书籍，受到广泛好评．已被世界500余所大学用作教材。

1. 用C++新标准C++11的代码讲数据结构和算法分析； 2. 作者所写的数据结构和算法分析书籍销量好，好评多，已被世界上很多大学用作教材。

本书是数据结构和算法分析领域的教材。全书以 C++作为具体的实现语言，介绍了表、栈、队列、树、哈希表、优先队列、排序、不相交集算法、图论算法、算法分析、算法设计、摊还分析、查找树算法、后缀数组、后缀树、k-d 树、配对堆等内容。本书把算法分析和 C++程序的开发有机结合起来，深入剖析每种算法，内容缜密严谨，还详细讲解了精心构建程序的方法。
本书可作为高等院校计算机相关专业的教学用书或参考用书，也可供计算机领域的工程技术人员参考。

1. 用C++新标准C++11的代码讲数据结构和算法分析； 2. 作者所写的数据结构和算法分析书籍销量好，好评多，已被世界上很多大学用作教材。