序

算法是計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心，對(duì)于信息時(shí)代的發(fā)展是至關(guān)重要的。它們驅(qū)動(dòng)著搜索引擎，對(duì)每天數(shù)以十億計(jì)的互聯(lián)網(wǎng)搜索請(qǐng)求做出響應(yīng)，并在人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)提供隱私保護(hù)。從定制廣告到在線價(jià)格查詢的許多領(lǐng)域中，算法在消費(fèi)者面前不斷展現(xiàn)它們的身影。新媒體中涌現(xiàn)了許多對(duì)什么是算法以及算法可以做什么的討論。

STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）的快速發(fā)展推動(dòng)了全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)和革新的新浪潮。但是，還沒(méi)有足夠多的計(jì)算機(jī)科學(xué)家去發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)、工程學(xué)甚至政府部門所需要的算法并對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。我們需要讓更多的人知道如何把算法應(yīng)用于自己的領(lǐng)域和解決學(xué)科內(nèi)的各種問(wèn)題。

讀者并不需要完成計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)4年的學(xué)習(xí)才能開始學(xué)習(xí)算法。遺憾的是，關(guān)于算法的大多數(shù)在線材料和教科書都是為大學(xué)畢業(yè)生而設(shè)計(jì)的，重點(diǎn)介紹數(shù)學(xué)證明和計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念。算法教科書很容易讓人心懷畏懼，因?yàn)樗鼈冇懻摿吮姸嗖煌乃惴ǎ渲邪瑹o(wú)數(shù)的變型和高度特定的案例。讀者往往還沒(méi)有讀完這類教科書的第1章就打起了退堂鼓。

使用這類教科書類似于通過(guò)閱讀一本完整的字典來(lái)提高英語(yǔ)拼寫能力。如果有一本專門的參考書，總結(jié)了最容易拼錯(cuò)的100個(gè)英語(yǔ)單詞，并解釋了這些單詞的組成規(guī)則（或特例），顯然能夠帶來(lái)更大的幫助。類似地，要在自己的工作中使用算法的不同背景和經(jīng)驗(yàn)的人們需要這樣一本更重視他們需求的參考書。

本書對(duì)一些算法進(jìn)行了通俗易懂的介紹，使讀者可以迅速提高自己的代碼運(yùn)行效率。本書所有的算法都是用Python描述的，它是特別流行的也是對(duì)用戶特別友好的編程語(yǔ)言之一，其運(yùn)用的范圍涵蓋了數(shù)據(jù)科學(xué)、生物信息和工程學(xué)等。本書對(duì)每個(gè)算法進(jìn)行了詳細(xì)的解釋，并用大量的插圖幫助讀者理解算法本質(zhì)。本書的代碼是開源的，可以免費(fèi)從所提供的代碼庫(kù)中獲取。

本書將會(huì)講述計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基本算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，幫助讀者編寫更加高效的代碼。如果讀者正在尋找一份需要編程技巧的技術(shù)型工作，本書有可能幫助其在面試中表現(xiàn)優(yōu)異。我希望本書能夠激發(fā)讀者進(jìn)一步學(xué)習(xí)算法的興趣。

Zvi Galil

佐治亞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)系榮譽(yù)主任

Frederick G. Storey計(jì)算項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

亞特蘭大，2021年5月