Algorithms and Data Structures: The Basic Toolbox

الگوریتم ها در قلب هر برنامه کاربردی کامپیوتری غیر پیش پا افتاده قرار دارند و الگوریتم یک حوزه مدرن و فعال از علوم کامپیوتر است. هر دانشمند کامپیوتر و هر برنامه نویس حرفه ای باید در مورد جعبه ابزار الگوریتمی اساسی بداند: ساختارهایی که امکان سازماندهی و بازیابی کارآمد داده ها را فراهم می کند، الگوریتم های پرکاربرد و تکنیک های اساسی برای مدل سازی، درک و حل مسائل الگوریتمی.

این کتاب مقدمه ای مختصر برای دانش آموزان و متخصصان آشنا به برنامه نویسی و زبان ریاضی پایه است. فصل‌های مجزا آرایه‌ها و لیست‌های مرتبط، جداول هش و آرایه‌های انجمنی، مرتب‌سازی و انتخاب، صف‌های اولویت، توالی‌های مرتب‌شده، نمایش نمودار، پیمایش نمودار، کوتاه‌ترین مسیرها، حداقل درخت‌های پوشا و بهینه‌سازی را پوشش می‌دهند. الگوریتم‌ها به شیوه‌ای مدرن، با ثابت‌های فرمول‌بندی‌شده صریح ارائه شده‌اند و در مورد روندهای اخیر مانند مهندسی الگوریتم، سلسله مراتب حافظه، کتابخانه‌های الگوریتم و الگوریتم‌های تأییدکننده اظهارنظر می‌کنند. نویسندگان از تصاویر، کلمات و شبه کدهای سطح بالا برای توضیح الگوریتم ها استفاده می کنند و سپس جزئیات بیشتری را در مورد پیاده سازی های کارآمد با استفاده از زبان های برنامه نویسی واقعی مانند C++ و جاوا ارائه می دهند.

نویسندگان تجربه زیادی در آموزش این موضوعات دارند. فارغ التحصیلان و فارغ التحصیلان، و ارائه واضحی با مثال ها، تصاویر، توضیحات غیررسمی، تمرین ها و برخی ارتباط با دنیای واقعی ارائه می دهند. اکثر فصل‌ها ساختار اصلی یکسانی دارند: انگیزه برای مشکل، نظرات در مورد مهمترین کاربردها، و سپس راه‌حل‌های ساده تا حد امکان غیررسمی و تا حد امکان رسمی ارائه شده‌اند. برای مسائل پیشرفته تر، این رویکرد منجر به یک درمان ریاضی بیشتر، از جمله برخی قضایا و براهین می شود. در نهایت، هر فصل با بخشی در مورد یافته‌های بیشتر، دیدگاه‌هایی در مورد وضعیت تحقیق، کلیات و راه‌حل‌های پیشرفته به پایان می‌رسد.

Algorithms are at the heart of every nontrivial computer application, and algorithmics is a modern and active area of computer science. Every computer scientist and every professional programmer should know about the basic algorithmic toolbox: structures that allow efficient organization and retrieval of data, frequently used algorithms, and basic techniques for modeling, understanding and solving algorithmic problems.

This book is a concise introduction addressed to students and professionals familiar with programming and basic mathematical language. Individual chapters cover arrays and linked lists, hash tables and associative arrays, sorting and selection, priority queues, sorted sequences, graph representation, graph traversal, shortest paths, minimum spanning trees, and optimization. The algorithms are presented in a modern way, with explicitly formulated invariants, and comment on recent trends such as algorithm engineering, memory hierarchies, algorithm libraries and certifying algorithms. The authors use pictures, words and high-level pseudocode to explain the algorithms, and then they present more detail on efficient implementations using real programming languages like C++ and Java.

The authors have extensive experience teaching these subjects to undergraduates and graduates, and they offer a clear presentation, with examples, pictures, informal explanations, exercises, and some linkage to the real world. Most chapters have the same basic structure: a motivation for the problem, comments on the most important applications, and then simple solutions presented as informally as possible and as formally as necessary. For the more advanced issues, this approach leads to a more mathematical treatment, including some theorems and proofs. Finally, each chapter concludes with a section on further findings, providing views on the state of research, generalizations and advanced solutions.