程序設計競賽訓練營：算法與實踐

邱秋，自學電腦技術，並於2004年和2006年分別取得了全國電腦技術與軟件專業技術資格考試中的程序員和軟件工程師的證書。對數據庫技術感興趣，在住院醫師實習期間曾幫助科室開發了一款對腎衰竭腹膜透析患者進行健康隨訪的軟件，在工作期間開發了數字營區、局域網考核等軟件。愛好算法，酷愛讀書。博客：https://blog.csdn.net/metaphysis

第 1章 回溯法 1

1.1　八皇後問題　1

1.2　搜索　10

1.2.1　單向搜索　10

1.2.2　雙向搜索　16

1.3　剪枝　17

1.3.1　正方形剖分　26

1.3.2　關燈問題　27

1.4　15數碼問題　29

1.5　小結　38

第　2章 圖遍歷　39

2.1　基本概念　39

2.1.1　圖的屬性　39

2.1.2　歐拉公式　40

2.1.3　路與連通　40

2.2　圖的表示　41

2.2.1　鄰接矩陣　41

2.2.2　邊列表和前向星　41

2.2.3　鄰接表　42

2.2.4　鏈式前向星　43

2.3　圖遍歷　44

2.3.1　廣度優先遍歷　44

2.3.2　深度優先遍歷　50

2.4　圖遍歷的應用　53

2.4.1　圖的連通性　53

2.4.2　最短路徑　54

2.4.3　最長簡單路徑　56

2.4.4　圖的著色　57

2.4.5　最近公共祖先　57

2.4.6　割頂　65

2.4.7　割邊　68

2.4.8　強連通分支　70

2.4.9　半連通分支　77

2.4.10　2-SAT　78

2.4.11　圖的直徑　83

2.4.12　樹的重心　84

2.5　拓撲排序　85

2.6　小結　87

第3章　圖算法　89

3.1　基本概念　89

3.2　圖的迴路　90

3.2.1　歐拉回　90

3.2.2　中國投遞員問題　104

3.2.3　哈密頓回　105

3.2.4　旅行商問題　107

3.3　最小生成樹　107

3.3.1　Prim算法　107

3.3.2　Kruskal算法　109

3.3.3　最小生成樹的擴展問題　111

3.3.4　度限制最小生成樹　111

3.3.5　次最優最小生成樹　114

3.4　最短路徑問題　118

3.4.1　Moore-Dijkstra算法　118

3.4.2　Bellman-Ford算法　126

3.4.3　Floyd-Warshall算法　130

3.4.4　傳遞閉包　132

3.4.5　最小化的最大距離　134

3.4.6　差分約束系統　134

3.4.7　第K短路徑問題　138

3.5　網絡流問題　140

3.5.1　基本概念　141

3.5.2　Ford-Fulkerson方法　142

3.5.3　Edmonds-Karp算法　144

3.5.4　Dinic算法　149

3.5.5　ISAP算法　153

3.5.6　最小截問題　158

3.5.7　最小費用最大流問題　159

3.6　邊獨立集與二部圖匹配　161

3.6.1　網絡流解法　162

3.6.2　Hungarian算法　164

3.6.3　Hopcroft-Karp算法　169

3.6.4　Gale-Shapley算法　171

3.6.5　Edmonds算法　172

3.7　二部圖加權完備匹配　176

3.7.1　網絡流解法　176

3.7.2　Kuhn-Munkres算法　177

3.8　點支配集、點覆蓋集、點獨立集　185

3.8.1　點支配集　185

3.8.2　點覆蓋集　185

3.8.3　點獨立集與最大團　188

3.9　路徑覆蓋和邊覆蓋　188

3.9.1　最小路徑覆蓋　188

3.9.2　最小邊覆蓋　189

3.10　樹的相關問題求解　189

3.10.1　最小點支配　189

3.10.2　最小點覆蓋　190

3.10.3　最大點獨立　191

3.11　小結　191

第4章　動態規劃　193

4.1　背包問題　193

4.1.1　01背包問題　193

4.1.2　完全背包問題　197

4.1.3　多重背包問題　197

4.1.4　背包問題擴展　198

4.2　備忘　200

4.2.1　3n + 1問題　201

4.2.2　正交範圍查詢　203

4.2.3　最大正方形（長方形）　203

4.2.4　整數劃分　206

4.2.5　博弈樹　206

4.2.6　備忘與遞推　210

4.3　鬆弛　217

4.3.1　Moore-Dijkstra算法　218

4.3.2　Bellman-Ford算法　220

4.3.3　Floyd-Warshall算法　220

4.4　集合型動態規劃　222

4.5　區間型動態規劃　229

4.5.1　矩陣鏈乘法　229

4.5.2　石子合並問題　231

4.6　圖論型動態規劃　238

4.6.1　路徑計數　241

4.6.2　樹形動態規劃　243

4.6.3　旅行商問題　246

4.6.4　雙調歐幾裏得旅行商問題　247

4.7　概率型動態規劃　250

4.8　非典型動態規劃　255

4.9　動態規劃的優化　257

4.9.1　空間優化　257

4.9.2　狀態優化　258

4.9.3　二進制優化　262

4.9.4　單調隊列優化　262

4.9.5　斜率優化　265

4.9.6　四邊形不等式優化　268

4.10　子序列和子串問題　271

4.10.1　最短編輯距離　271

4.10.2　最長公共子序列　274

4.10.3　最長公共子串　276

4.10.4　最長遞增子序列　277

4.10.5　最長不重復子串　280

4.10.6　最長迴文子串　281

4.10.7　最大連續子序列和（積）　285

4.11　貪心算法　287

4.11.1　部分背包問題　288

4.11.2　紙幣找零問題　289

4.11.3　硬幣兌換問題　292

4.11.4　霍夫曼編碼　293

4.11.5　最優策略選擇　295

4.12　小結　296

第5章　網格　297

5.1　矩形網格　297

5.1.1　網格行走　297

5.1.2　Flood-Fill算法　299

5.1.3　國際象棋棋盤　302

5.1.4　騎士周遊問題　304

5.2　三角形網格　309

5.3　六邊形網格　312

5.4　經度與緯度　312

5.5　小結　313

附錄A　如何使用UVa OJ　314

附錄B　ASCII表　317

附錄C　C++運算符優先級　318

附錄D　習題索引　319

參考資料　320