PYTHON数据结构与算法分析(第2版)

若把编写代码比作行军打仗，那么要想称霸沙场，不能仅靠手中的利刃，还需深谙兵法。Python是一把利刃，数据结构与算法则是兵法。只有熟读兵法，才能使利刃所向披靡。《Python数据结构与算法分析 第2版》是用Python描述数据结构与算法的开山之作，汇聚了作者多年的实战经验。通过学习本书，你将掌握数据结构与算法的基本思想，从而有信心探索任何编程难题的解决方法。
- 使用Python实现栈、队列、列表等抽象数据类型
- 掌握大O记法和时间复杂度等概念
- 利用递归解决汉诺塔问题
- 实现常用的搜索算法和排序算法，并分析性能
- 掌握树与图在Python中的应用
书本每章内容都有配套练习，帮助你更好地掌握所学内容；
针对Python新版全新改版，所有的代码都是使用Python3.x写成；
将所有的数据结构源代码都放在一个Python包中，方便读者在完成作业时使用；
相关配套资源请至图灵社区下载。

了解数据结构与算法是透彻理解计算机科学的前提。随着Python日益广泛的应用，Python程序员需要实现与传统的面向对象编程语言相似的数据结构与算法。本书是用Python描述数据结构与算法的开山之作，汇聚了作者多年的实战经验，向读者透彻讲解在Python环境下，如何通过一系列存储机制高效地实现各类算法。通过本书，读者将深刻理解Python数据结构、递归、搜索、排序、树与图的应用，等等。

【作者介绍】

布拉德利·米勒（Bradley N. Miller）
美国路德学院计算机科学名誉教授，曾获美国计算机协会软件系统奖，对Python课程开发有深入研究，由他创立的互动式教科书平台Runestone Interactive与优选600多家教育机构有合作。

戴维·拉努姆（David L. Ranum）
IBM Watson认知软件工程师，医学信息学博士，致力于利用自然语言处理等人工智能技术解决医疗问题，曾在美国路德学院讲授计算机科学课程近三十载。

【译者介绍】

吕能
Twitter软件工程师，开源项目Apache Heron的核心贡献者。先后在浙江大学和美国加州大学洛杉矶分校取得计算机科学学士学位和硕士学位，关注分布式实时数据引擎系统的研发，热衷于普及计算机技术知识。

刁寿钧
腾讯优图实验室后台开发工程师，毕业于复旦大学。先后从事过广告业务与智慧零售、智慧社区业务的开发工作。热爱算法与数据库技术，曾协助组织IMG社区的技术沙龙活动。另译有《数据分析实战》。

第 1章 导论 1
1.1  本章目标  1
1.2  入门  1
1.3  何谓计算机科学  1
1.3.1  何谓编程  3
1.3.2  为何学习数据结构及抽象数据类型  4
1.3.3  为何学习算法  4
1.4  Python基础  5
1.4.1  数据  5
1.4.2  输入与输出  16
1.4.3  控制结构  18
1.4.4  异常处理  21
1.4.5  定义函数  23
1.4.6  Python面向对象编程：定义类  24
1.5  小结  37
1.6  关键术语  38
1.7  讨论题  38
1.8  编程练习  38
第  2章 算法分析  40
2.1  本章目标  0
2.2  何谓算法分析  40
2.2.1  大O记法  43
2.2.2  异序词检测示例  46
2.3  Python数据结构的性能  49
2.3.1  列表  49
2.3.2  字典  53
2.4  小结  55
2.5  关键术语  55
2.6  讨论题  56
2.7  编程练习  56
第3章  基本数据结构  57
3.1  本章目标  57
3.2  何谓线性数据结构  57
3.3  栈  58
3.3.1  何谓栈  58
3.3.2  栈抽象数据类型  59
3.3.3  用Python实现栈  60
3.3.4  匹配括号  62
3.3.5  普通情况：匹配符号  64
3.3.6  将十进制数转换成二进制数  65
3.3.7  前序、中序和后序表达式  67
3.4  队列  75
3.4.1  何谓队列  75
3.4.2  队列抽象数据类型  75
3.4.3  用Python实现队列  76
3.4.4  模拟：传土豆  77
3.4.5  模拟：打印任务  79
3.5  双端队列  84
3.5.1  何谓双端队列  84
3.5.2  双端队列抽象数据类型  84
3.5.3  用Python实现双端队列  85
3.5.4  回文检测器  86
3.6  列表  88
3.6.1  无序列表抽象数据类型  88
3.6.2  实现无序列表：链表  89
3.6.3  有序列表抽象数据类型  97
3.6.4  实现有序列表  97
3.7  小结  100
3.8  关键术语  101
3.9  讨论题  101
3.10  编程练习  102
第4章  递归  105
4.1  本章目标  105
4.2  何谓递归  105
4.2.1  计算一列数之和  105
4.2.2  递归三原则  107
4.2.3  将整数转换成任意进制的字符串  108
4.3  栈帧：实现递归  110
4.4  递归可视化  111
4.5  复杂的递归问题  116
4.6  探索迷宫  118
4.7  动态规划  123
4.8  小结  128
4.9  关键术语  129
4.10  讨论题  129
4.11  编程练习  129
第5章  搜索和排序  131
5.1  本章目标  131
5.2  搜索  131
5.2.1  顺序搜索  131
5.2.2  二分搜索  134
5.2.3  散列  136
5.3  排序  145
5.3.1  冒泡排序  145
5.3.2  选择排序  147
5.3.3  插入排序  149
5.3.4  希尔排序  151
5.3.5  归并排序  153
5.3.6  快速排序  156
5.4  小结  159
5.5  关键术语  160
5.6  讨论题  160
5.7  编程练习  161
第6章  树  163
6.1  本章目标  163
6.2  示例  163
6.3  术语及定义  166
6.4  实现  168
6.4.1  列表之列表  168
6.4.2  节点与引用  171
6.5  二叉树的应用  173
6.5.1  解析树  173
6.5.2  树的遍历  179
6.6  利用二叉堆实现优先级队列  182
6.6.1  二叉堆的操作  182
6.6.2  二叉堆的实现  183
6.7  二叉搜索树  189
6.7.1  搜索树的操作  190
6.7.2  搜索树的实现  190
6.7.3  搜索树的分析  201
6.8  平衡二叉搜索树  202
6.8.1  AVL树的性能  203
6.8.2  AVL树的实现  204
6.8.3  映射实现总结  210
6.9  小结  211
6.10  关键术语  211
6.11  讨论题  211
6.12  编程练习  213
第7章  图及其算法  214
7.1  本章目标  214
7.2  术语及定义  215
7.3  图的抽象数据类型  216
7.3.1  邻接矩阵  216
7.3.2  邻接表  217
7.3.3  实现  218
7.4  宽度优先搜索  220
7.4.1  词梯问题  220
7.4.2  构建词梯图  221
7.4.3  实现宽度优先搜索  223
7.4.4  分析宽度优先搜索  226
7.5  深度优先搜索  226
7.5.1  骑士周游问题  226
7.5.2  构建骑士周游图  227
7.5.3  实现骑士周游  229
7.5.4  分析骑士周游  231
7.5.5  通用深度优先搜索  233
7.5.6  分析深度优先搜索  236
7.6  拓扑排序  236
7.7  强连通单元  238
7.8  最短路径问题  241
7.8.1  Dijkstra算法  243
7.8.2  分析Dijkstra算法  245
7.8.3  Prim算法  245
7.9  小结  248
7.10  关键术语  249
7.11  讨论题  249
7.12  编程练习  250
第8章  附加内容  251
8.1  本章目标  251
8.2  复习Python列表  251
8.3  复习递归  256
8.3.1  同余定理  257
8.3.2  幂剩余  257
8.3.3  优选公因数与逆元  258
8.3.4  RSA算法  261
8.4  复习字典：跳表  264
8.4.1  映射抽象数据类型  265
8.4.2  用Python实现字典  265
8.5  复习树：量化图片  274
8.5.1  数字图像概述  274
8.5.2  量化图片  275
8.5.3  使用八叉树改进量化算法  277
8.6  复习图：模式匹配  284
8.6.1  生物学字符串  285
8.6.2  简单比较  285
8.6.3  使用图：DFA  287
8.6.4  使用图：KMP  288
8.7  小结  291
8.8  关键术语  291
8.9  讨论题  291
8.10  编程练习  292
附录A  Python图形包  293
附录B  Python资源  294
参考资料295