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十五种经典算法的研究与总结,以及目录和索引(最终定稿)。

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简介:
本人的原创作品,经典算法研究系列,自2010年12月末至2011年12月,历时近一年时间得以完成。可以这样说,博主在开博头两个月间主要致力于整理来自微软等知名公司的面试题,随后四个月至今,则持续以断断续续的方式进行写作。除了继续推出微软面试100题系列以及程序员编程艺术系列之外,还专注于撰写此经典算法研究系列及相关算法文章。该经典算法研究系列,系统地涵盖了A*搜索算法、Dijkstra算法、动态规划算法、BFS/DFS优先搜索算法、红黑树算法、KMP算法、遗传算法、启发式搜索算法、图像特征提取SIFT算法、傅立叶变换算法、Hash表算法以及快速排序和SPFA 算法等十五个核心的经典基础算法,共计三十一篇。这些文章深入探讨了每种算法的理论研究与阐述,并提供了编程的具体实现细节。值得一提的是,许多后续的算法都进行了续集扩展;例如,“Dijkstra 算法”便被细分为四篇文章进行详细阐述;“sift 算法”包含了其编译与实现过程,共计五篇文章;而“红黑树系列”则进一步扩展为六篇文章,最终成为国内最为全面的红黑树教程。 欢迎各位读者随时在博客上留言评论提出问题或进行批评与指正。联系方式为zhoulei0907@yahoo.cn。以下是已完成的十五个经典算法集锦,并附带目录及索引(共三十一篇):十五个经典算法研究集锦+目录一、A*搜索算法一(续)、A*搜索及其在Dijkstra和BFS中应用的性能比较二、Dijkstra 算法初探二(续)、对Dijkstra 算法的深入理解二(再续)、Dijkstra 算法结合Fibonacci堆的逐步C实现二(三续)三、动态规划探索四、BFS和DFS优先搜索策略五、深入透彻了解红黑树 (红黑树系列包含六篇文章其中两篇)六、红黑树及其高效实现的剖析七、教你初步掌握KMP 查找法八、从KMP 查找法到BM 查找法的过渡九、图像特征提取与匹配之SIFT 图像识别技术 (SIFT 图像识别技术包含五篇文章)十、《sift》编译与实现十一、《sift》编译与实现(续)十二、《教你一步一步用C语言实现Sift》十三、《教你一步一步用C语言实现Sift》 (续)十四《SIFT 图像识别技术的应用--目标识别之Bag-of-words模型》十五《从头到尾彻底理解傅里叶变换》十六《从头到尾彻底理解傅里叶变换》(续)十七《从头到尾彻底解析Hash表》十八《倒排索引关键词Hash不重复编码实践》十九《快速排序:深入分析与C/C++ 实现》二十《快速排序:所有版本的C/C++ 实现》(续)二十一《通过浙大上机复试试题学SPFA 优化方法》二十二《快速选择SELECT:深入分析与完整实现》二十三《多项式乘法与快速傅里叶变换》。

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    本文章全面梳理并深入探讨了十五种经典的算法,旨在为读者提供清晰的目录和详尽的索引,便于学习和查阅。 前言:本人的原创作品经典算法研究系列自2010年12月末至2011年12月完成近一年的时间内创作而成。开博初期两个月,主要整理了微软等公司的面试题;之后四个月至今,则是间断性地继续撰写微软面试一百题系列和程序员编程艺术系列,并持续编写经典算法研究系列及相关的算法文章。 本经典算法研究系列涵盖A*、Dijkstra、动态规划(DP)、广度优先搜索/深度优先搜索(BFS/DFS)、红黑树、KMP、遗传算法、启发式搜索、图像特征提取SIFT、傅立叶变换、Hash表和快速排序等15个基础经典算法,共31篇文章。内容包括这些算法的理论研究与阐述及其编程实现的具体步骤。 在该系列中,许多算法都有后续文章跟进,例如Dijkstra 算法写过四篇;SIFT算法涵盖其编译及实现写了五篇;红黑树则最后撰写了六篇文章,并成为国内最具影响力的教程之一。欢迎读者随时通过博客留言或邮件与我交流任何问题和建议。 以下是该系列已撰写完成的15个经典算法集锦,作为目录索引: 一、A*搜索算法及其应用 二、Dijkstra 算法初探(含4篇续作) 三、动态规划算法 四、BFS和DFS优先搜索算法 五、红黑树算法实现与剖析(共6篇文章的其中两篇及后续文章) 六、KMP算法详解,包括其演变到BM算法的过程以及总结性分析 七、遗传算法透析GA本质 八、启发式搜索算法探讨 九、SIFT图像特征提取和匹配技术详述及其应用目标识别之Bag-of-words模型(共5篇文章) 十、傅里叶变换的彻底解析(上下两篇) 十一、Hash表算法深入剖析及倒排索引关键词编码实践 十二、快速排序算法分析与实现 十三、通过浙大上机复试试题学习SPFA 算法 十四、快速选择SELECT算法详解及其应用 十五、多项式乘法和快速傅里叶变换技术探讨
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    本书《经典算法的研究与总结》全面梳理并深入分析了计算机科学领域内的若干核心算法,提供详尽的目录及索引,便于读者查阅和学习。 在信息技术领域,算法研究是核心技术之一,它不仅是计算机科学的基础,也是解决各类问题的基本工具。本段落档《十五个经典算法研究与总结》详细探讨了多个重要算法,并由July撰写于2010年12月至2011年底期间完成。 文档涉及的算法包括但不限于A*搜索、Dijkstra最短路径计算、动态规划方法、广度和深度优先遍历(BFS和DFS)、KMP字符串匹配技术、遗传优化策略、SIFT图像特征检测,红黑树结构维护机制,快速排序实现以及哈希表查找等。 A*算法是一种启发式搜索手段,在游戏设计与路径寻找中广泛应用。它结合了最佳优先探索的高效性及Dijkstra方法的确切度量标准,并通过评估函数预测从当前节点到目标的距离来优化搜索过程。 Dijkstra算法用于图中的最短路径计算,使用贪婪策略逐步构建最优路径树直至覆盖整个网络结构。此算法可通过二叉堆或斐波那契堆等数据结构进行性能优化以减少运行时间。 动态规划是一种分解复杂问题为简单子问题的解题方法,并通过存储中间结果避免重复工作,因此特别适用于解决重叠子问题如最短路径及背包难题。 广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)是图遍历的基本算法。前者逐层访问所有节点而后者深入每一个分支直至尽头;两者各有应用场景。 KMP算法是一种字符串匹配技术,通过预先计算部分匹配表来避免重复检查已验证的字符以提高效率。 遗传算法模拟自然选择与基因机制寻找最优解,并利用选择、交叉和变异操作进行迭代优化过程。 SIFT(尺度不变特征变换)用于图像处理中检测并描述局部特性,在目标识别及定位中有广泛应用。 红黑树是一种自平衡二叉搜索结构,通过颜色变化和旋转维护其稳定性以保证最长路径不超过最短路径的两倍,并确保所有操作在最坏情况下的时间复杂度一致。 快速排序算法基于选择基准元素进行分区来实现高效排序。它将序列划分为两个子集,使一个集合的所有元素都小于另一个集合中的任何值。 哈希表通过哈希函数定位数据存储位置,在键值存储、数据库索引及搜索引擎中极为常见应用领域之一。 文档还讨论了SPFA(最短路径更快算法)——Dijkstra的一种优化版本适用于稠密图的最短距离计算,快速选择SELECT用于找到无序数组中的第k小或大元素,并基于快速排序原理。此外还有多项式乘法与傅里叶变换在信号处理和数据分析方面的应用。 综上所述,《十五个经典算法研究与总结》不仅覆盖了多种核心算法的研究分析及编程实现,还提供了深入的案例探讨为学习者和专业人士提供理论知识和技术实践相结合的学习材料,是一份非常宝贵的资源。
  • 关于图像处理
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    本研究对图像处理领域中的十五种经典算法进行了深入探讨与总结,旨在为相关领域的学习者及研究人员提供参考。 在图像处理领域内有十五个经典的算法被广泛应用于各种任务当中,这些任务包括特征检测、图像分割以及图像配准等等。本段落将对这15种算法进行深入的探讨,并以SIFT(尺度不变特征变换)作为重点讨论对象,同时也会简要介绍其他的相关算法。 首先来看SIFT算法:这是一种由David Lowe在1999年提出的用于提取图像中关键点的方法。它通过构建多尺度高斯金字塔来实现对尺度变化的适应性,并且能够检测局部最大值和最小值以形成关键点,随后再进行方向赋值与稳定化处理,使其具有旋转不变性的特性。SIFT特征向量描述了围绕该关键点区域内的图像梯度信息,这使得它在匹配时非常可靠。 接下来是Dijkstra算法:虽然这不是一个专门用于图像处理的算法,但经常被用来计算像素之间的最短路径,在光流估计或分割任务中有应用价值。 Harris角点检测器则是一种基于差分矩阵特征提取的方法,通过分析梯度信息来识别出图像中的角点和平坦区域。而Canny边缘检测法则是经典的多级方法之一,它首先运用高斯滤波去除噪声干扰,然后采用非极大值抑制技术确定真正的边缘像素,并最终使用双阈值策略连接这些边缘。 Sobel和Prewitt算子是两种一阶与二阶导数的滤波器,它们主要用于检测图像中的边界。通过计算水平及垂直方向上的梯度变化来定位出具体的边缘位置。 Lucas-Kanade光流法是一种跟踪算法,它利用相邻帧间像素运动信息估计物体移动情况,在视频分析和追踪方面很有用处。 Viola-Jones人脸检测器基于Adaboost学习的级联分类器设计而成,能够快速准确地识别图像中的人脸特征。Mean Shift算法则属于非参数密度估算方法范畴内,通常用于目标跟踪以及色彩聚类等领域研究当中。它通过迭代过程找到像素所在“颜色山”的顶点位置。 Fast Fourier Transform (FFT)是频域分析的基础工具,在滤波、谱图分析和图像缩放等方面有着广泛应用前景。Scale-Invariant Feature Transform (SURF),作为SIFT的改进版本,不仅速度快而且鲁棒性强,通过Hessian矩阵来确定关键点,并生成快速描述符。 Random Forest算法在分类与目标识别方面表现出色;它通过构建多个决策树并综合其结果以提高预测准确性。Graph Cut是一种图像分割技术,通过对能量函数进行优化从而实现最佳分割效果,在前景背景分离任务中十分有用。 Blob Detection则用于检测亮度变化区域,常被用来识别圆形或椭圆结构如细胞或者人脸等特征;K-Means聚类算法属于无监督学习方法范畴内,可以将像素归入特定类别以完成图像分割和颜色量化等工作。Wavelet变换类似于傅里叶变换但提供多分辨率表示,在压缩、去噪及细节增强等方面具有独特优势。 综上所述,这些经典算法在计算机视觉与图像处理领域占据着极其重要的地位,并为解决实际问题提供了坚实的基础支持。通过深入学习它们的原理和应用范围,我们可以更好地掌握这一领域的复杂性并将其有效运用于具体项目当中。
  • MATLAB
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    本书精选了十五种经典且实用的MATLAB算法,深入浅出地介绍了它们的工作原理和应用场景,适合编程初学者及科研人员阅读。 关于MATLAB的十五种经典算法,适合具备MATLAB基础并致力于研究算法的人员学习。
  • PDF文档(含标签)
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    本PDF文档深入探讨了多种经典算法,涵盖排序、搜索及图论等领域,并附有详细目录与关键词标签,便于读者检索学习。 《十三个经典算法研究》是一份详细的PDF文档,涵盖了计算机科学中最核心的算法内容。该资料的独特之处在于它不仅深入解析了13种经典的算法,还包含了对红黑树这一重要数据结构的研究,并提供了清晰的目录和标签以方便读者快速查找所需信息。 以下是对这些经典算法的具体概述: 1. **排序算法**:包括快速排序、归并排序和堆排序。它们是处理数据的基本工具,在许多领域中都有广泛应用。其中,快速排序以其平均时间复杂度为O(n log n)而受到青睐;归并排序则以稳定的性能和适应性著称;而在内存有限的情况下,堆排序表现良好。 2. **查找算法**:如二分查找和哈希表查找等高效技术被广泛应用于数据库、字典实现等领域。二分法适用于有序数组中的元素搜索,时间复杂度为O(log n);而哈希表则通过散列函数将关键字映射到地址空间中。 3. **图算法**:包括Dijkstra最短路径算法和Floyd-Warshall算法等关键方法。前者用于解决单源最短路径问题,后者可以找出所有顶点之间的最短距离,在网络优化、路由规划等领域具有重要意义。 4. **动态规划**:背包问题以及最长公共子序列是这类技术的典型应用案例。通过构建状态转移矩阵来解决问题中的重叠子结构和最优子结构性质,这种策略在解决复杂的优化问题时非常有用。 5. **贪心算法**:Prim最小生成树算法与Kruskal算法就是利用局部最优选择达到全局最优点的例子。这两种方法都用于确定加权无向图的最小连接集(即“树”)。 6. **回溯法**:在处理八皇后问题、N皇后问题等组合优化难题时,试探性构建解决方案并适时撤退以避免陷入死路是该策略的核心思想。 7. **红黑树**:这是一种自平衡二叉查找树结构。它的设计确保了插入、删除和搜索操作的时间复杂度均为O(log n)。理解其性质与调整机制对于掌握数据结构课程至关重要。 8. **分治法**:例如Strassen矩阵乘法及快速傅里叶变换(FFT),它们通过将大问题分解成小部分来解决,然后合并这些子解决方案以获得最终答案,是处理复杂计算任务的有效方法之一。 9. **贪心+动态规划混合算法**:如活动选择问题和最小生成森林问题等案例展示了如何结合这两种策略寻找最优解的方法论。 10. **深度优先搜索(DFS) 和 广度优先搜索(BFS)**:这些基础遍历技术广泛应用于网络爬虫、游戏AI及社交网络分析等领域,是图与树结构处理的基础工具。 11. **线性规划**:用于解决最大值或最小值问题的数学模型(如运输和指派问题),通过单纯形法或内点方法可以找到最优解。 12. **字符串匹配算法**:KMP和Boyer-Moore算法是这类技术的经典代表,它们能够在文本中高效地查找子串,在文本处理及搜索引擎开发中有重要应用价值。 13. **数据压缩算法**:霍夫曼编码与LZW编码等方法可以显著减少存储空间需求,对于信息传输和储存至关重要。 这份文档通过深入浅出的解释与实例展示了这些复杂概念,并为学习者提供了宝贵的参考资料。无论你是初学者还是经验丰富的开发者,都能够从中获益匪浅。
  • 数据挖掘
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    本文章对数据挖掘领域内的十大经典算法进行了全面总结和分析,旨在帮助读者深入了解并掌握这些核心工具。 数据挖掘又称资料探勘或数据采矿,在数据库知识发现(KDD)过程中扮演重要角色。它涉及从大量数据中通过算法寻找隐藏的信息,并借助统计学、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统以及模式识别等技术手段来实现这一目标。
  • 机器学习
    优质
    本文章全面梳理并深入解读了十种经典的机器学习算法,旨在帮助读者系统掌握机器学习的核心知识与应用技巧。 以下是机器学习十大经典算法的优缺点总结提炼:C4.5、K-means、SVM(支持向量机)、k近邻以及PageRank、决策树等算法原理。
  • 常用滤波
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    本文介绍了低通、高通、带通、带阻和均值滤波这五种经典的数字信号处理中的滤波方法及其应用。 限幅滤波法(又称程序判断滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)以及中位值平均滤波法都是常见的信号处理方法。
  • 去雾(Matlab)
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    本简介聚焦于经典及总结性去雾算法在Matlab环境下的实现。涵盖多种去雾技术原理、代码实践和效果分析,旨在为研究者提供全面指导和支持。 图像去雾的几种经典方法包括空间双边滤波去雾、暗通道去雾以及引导滤波去雾。此外还有用于评价图像去雾质量的标准。
  • 机体系(第版)- 答案
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    本书为《计算机体系结构定量研究》第五版的答案与附录部分,提供了书中练习题的解答及额外的技术资料和数据表。适合深入学习计算机系统设计的学生和研究人员使用。 神作《计算机体系结构-量化研究》(第5版)的答案与附录要好好学习。