书名：算法的乐趣（第2版）  
定价：109.8  
ISBN：9787115612052  
作者：王晓华  
版次：第2版  
出版时间：2023-04  

内容提要：  
本书从一系列有趣的生活实例出发，*介绍了构造算法的基础方法及其广泛应用，生动展现了算法的趣味性和实用性。书中介绍了算法在多个领域的应用，如图像处理、物理实验、计算机图形学、数字音频处理、机器学习等。其中，既有各种大名鼎鼎的算法，如神经网络、遗传算法、离散傅里叶变换算法、KNN、贝叶斯算法，也有不起眼的排序和概率计算算法。本书讲解浅显易懂而不失深度和严谨，对程序员有很大的启发意义。书中所有示例*与生活息息相关，充分地展现了算法解决问题的本质，让你爱上算法，乐在其中。本书在第1版的基础上新增了图像处理算法、游戏开发中检测碰撞常用的分离轴 （SAT）算法、垃圾邮件过滤相关的算法、中文分词算法、限流算法、手写数字识别和变声器等，进一步提升趣味性。 本书适合软件开发人员、编程和算法爱好者以及计算机专业的学生阅读。  



作者简介：  
王晓华 硕士毕业于华中科技大学，曾任职于中兴通讯上海研发中心，担任软件工程师、开发经理和PON业务软件负责人，目前兼任步威软件技术有限公司CTO和Boolan软件技术*咨询师。  

目录：  
前言 iii  
致谢 vi  
第 1章 图像处理的几个简单算法 1  
1.1 灰度（灰阶）算法 1  
1.1.1 平均值法 2  
1.1.2 *值法 2  
1.1.3 （经验）权重法 2  
1.2 二值化（阈值）算法 3  
1.2.1 Wellner 1993算法原理 4  
1.2.2 Wellner 1993算法实现 6  
1.2.3 Bradley & Roth算法原理 8  
1.2.4 Bradley & Roth算法实现 10  
1.3 考眼力游戏与图像求差 12  
1.4 梯度算法与图像清晰度 13  
1.4.1 Brenner梯度函数 14  
1.4.2 EVA梯度函数 15  
1.4.3 Tenengrad梯度函数 16  
1.4.4 Laplacian梯度函数 17  
1.5 边缘检测与落雪效果 18  
1.5.1 梯度函数与边缘检测 19  
1.5.2 研究积雪的效果 20  
第 2章 分离轴算法与碰撞检测 23  
2.1 计算几何基础 23  
2.1.1 向量的加法和减法 23  
2.1.2 向量的点积 24  
2.1.3 法向量 24  
2.1.4 投影 25  
2.2 分离轴定理 25  
2.2.1 算法原理 26  
2.2.2 基本数据模型 26  
2.2.3 如何找分离轴 27  
2.2.4 计算投影 29  
2.2.5 *，碰撞检测 30  
2.3 总结 31  
2.4 参考资料 31  
第3章 垃圾邮件过滤与贝叶斯分类算法 32  
3.1 贝叶斯定理 32  
3.1.1 概率和条件概率 33  
3.1.2 有多个条件时的条件概率 33  
3.2 贝叶斯理论 33  
3.2.1 贝叶斯理论原理 34  
3.2.2 贝叶斯分类器原理 34  
3.2.3 贝叶斯理论的应用示例 34  
3.2.4 贝叶斯理论的使用方法 35  
3.3 垃圾邮件分类器原理 36  
3.3.1 第 一步：准备工作 36  
3.3.2 *步：训练分类器 38  
3.3.3 第三步：应用分类器 40  
3.4 总结 42  
3.5 参考资料 42  
第4章 *匹配算法——*简单的中文分词算法 43  
4.1 *匹配算法 43  
4.1.1 正向*匹配算法 43  
4.1.2 逆向*匹配算法 45  
4.1.3 算法分析 46  
4.2 算法实现 46  
4.2.1 词典及词典匹配 46  
4.2.2 正向*匹配算法实现 47  
4.2.3 逆向*匹配算法实现 48  
4.3 总结 50  
4.4 参考资料 50  
第5章 3个水桶等分8升水的问题 51  
5.1 问题与求解思路 52  
5.2 建立数学模型 53  
5.2.1 状态的数学模型与状态树 53  
5.2.2 倒水动作的数学模型 54  
5.3 搜索算法 55  
5.3.1 状态树的遍历 55  
5.3.2 剪枝和重复状态判断 56  
5.4 算法实现 57  
5.5 总结 59  
5.6 参考资料 59  
第6章 妖怪与和尚过河问题 60  
6.1 问题与求解思路 61  
6.2 建立数学模型 61  
6.2.1 状态的数学模型与状态树 62  
6.2.2 过河动作的数学模型 62  
6.3 搜索算法 64  
6.3.1 状态树的遍历 65  
6.3.2 剪枝和重复状态判断 66  
6.4 算法实现 66  
6.5 总结 68  
6.6 参考资料 68  
第7章 稳定匹配与舞伴问题 69  
7.1 稳定匹配问题 69  
7.1.1 什么是稳定匹配 69  
7.1.2 Gale-Shapley 算法原理 70  
7.2 Gale-Shapley 算法的应用实例 72  
7.2.1 算法实现 72  
7.2.2 改进优化：空间换时间 75  
7.3 有多少稳定匹配 76  
7.3.1 穷举所有的*匹配 77  
7.3.2 不稳定因素的判断算法 78  
7.3.3 穷举的结果 79  
7.4 二部图与二分匹配 80  
7.4.1 *匹配与匈牙利算法 81  
7.4.2 带权匹配与Kuhn-Munkres算法 84  
7.5 总结 89  
7.6 参考资料 90  
第8章 爱因斯坦的思考题 91  
8.1 问题的答案 92  
8.2 分析问题的数学模型 92  
8.2.1 基本模型定义 92  
8.2.2 线索模型定义 94  
8.3 算法设计 95  
8.3.1 穷举所有的组合结果 95  
8.3.2 利用线索判定结果的正确性 97  
8.4 总结 99  
8.5 参考资料 100  
第9章 项目管理与图的拓扑排序 101  
9.1 AOV网和AOE网 103  
9.2 拓扑排序 104  
9.2.1 拓扑排序的基本过程 104  
9.2.2 按照活动开始时间排序 104  
9.3 关键路径算法 107  
9.3.1 什么是关键路径 108  
9.3.2 计算关键路径的算法 109  
9.4 总结 112  
9.5 参考资料 113  
第 10章 限流算法与两个桶 114  
10.1 漏桶算法 114  
10.2 令牌桶算法 117  
10.2.1 原理 117  
10.2.2 算法细节 117  
10.2.3 CRateLimiter类 119  
10.2.4 测试CRateLimiter类 120  
10.3 总结 122  
10.4 参考资料 122  
第 11章 算法与历法 123  
11.1 格里历（公历）生成算法 123  
11.1.1 格里历的历法规则 123  
11.1.2 *星期几 124  
11.1.3 生成日历的算法 129  
11.1.4 日历变更那点事儿 130  
11.2 二十四节气的天文学计算 132  
11.2.1 二十四节气的起源 132  
11.2.2 二十四节气的天文学定义 132  
11.2.3 VSOP-82/87行星理论 135  
11.2.4 误差修正——章动 138  
11.2.5 误差修正——光行差 140  
11.2.6 用牛顿迭代法计算二十四节气 141  
11.3 农历朔日（新月）的天文学计算 144  
11.3.1 日月合朔的天文学定义 144  
11.3.2 ELP-2000/82月球理论 145  
11.3.3 误差修正——地球轨道离心率修正 146  
11.3.4 误差修正——黄经摄动 147  
11.3.5 月球地心视黄经和*的修正——地球章动 148  
11.3.6 用牛顿迭代法计算日月合朔 149  
11.4 农历的生成算法 150  
11.4.1 中国农历的起源与历法规则 151  
11.4.2 中国农历的推算 156  
11.4.3 一个简单的“年历” 164  
11.5 总结 164  
11.6 参考资料 165  
第 12章 实验数据与曲线拟合 166  
12.1 曲线拟合 166  
12.1.1 曲线拟合的定义 166  
12.1.2 简单线性数据拟合的例子 166  
12.2 *小二乘法曲线拟合 167  
12.2.1 *小二乘法原理 168  
12.2.2 高斯消元法求解方程组 169  
12.2.3 *小二乘法解决“速度与加速度”实验 170  
12.3 三次样条曲线拟合 171  
12.3.1 插值函数 172  
12.3.2 样条函数的定义 172  
12.3.3 边界条件 173  
12.3.4 推导三次样条函数 174  
12.3.5 追赶法求解方程组 177  
12.3.6 三次样条曲线拟合算法实现 179  
12.3.7 三次样条曲线拟合的效果 181  
12.4 总结 183  
12.5 参考资料 183  
第 13章 非线性方程与牛顿迭代法 184  
13.1 非线性方程求解的常用方法 184  
13.1.1 公式法 184  
13.1.2 二分逼近法 185  
13.2 牛顿迭代法的数学原理 186  
13.3 用牛顿迭代法求解非线性方程的实例 187  
13.3.1 导函数的求解与近似公式 187  
13.3.2 算法实现 188  
13.4 参考资料 188  
第 14章 计算几何与计算机图形学 189  
14.1 计算几何的基本算法 189  
14.1.1 点与矩形的关系 190  
14.1.2 点与圆的关系 190  
14.1.3 矢量的基础知识 191  
14.1.4 点与直线的关系 193  
14.1.5 直线与直线的关系 194  
14.1.6 点与多边形的关系 196  
14.2 直线生成算法 199  
14.2.1 什么是光栅扫描转换 200  
14.2.2 数值微分法 200  
14.2.3 Bresenham算法 202  
14.2.4 对称直线生成算法 204  
14.2.5 两步算法 205  
14.2.6 其他直线生成算法 207  
14.3 圆生成算法 208  
14.3.1 圆的八分对称性 208  
14.3.2 中点画圆算法 209  
14.3.3 改进的中点画圆算法——Bresenham算法 210  
14.3.4 正负判定画圆法 211  
14.4 椭圆生成算法 212  
14.4.1 中点画椭圆算法 213  
14.4.2 Bresenham椭圆生成算法 216  
14.5 多边形区域填充算法 218  
14.5.1 种子填充算法 219  
14.5.2 扫描线填充算法 224  
14.5.3 改进的扫描线填充算法 231  
14.5.4 边界标志填充算法 235  
14.6 总结 238  
14.7 参考资料 238  
第 15章 音频频谱和均衡器与傅里叶变换算法 239  
15.1 实时频谱显示的原理 239  
15.2 离散傅里叶变换 240  
15.2.1 什么是傅里叶变换 241  
15.2.2 傅里叶变换原理 241  
15.2.3 快速傅里叶变换算法的实现 245  
15.3 傅里叶变换与音频播放的实时频谱显示 247  
15.3.1 频域数值的特点分析 247  
15.3.2 从音频数据到功率频谱 248  
15.3.3 音频播放时实时频谱显示的例子 251  
15.4 破解电话号码的小把戏 253  
15.4.1 拨号音的频谱分析 253  
15.4.2 根据频谱数据反推电话号码 255  
15.5 离散傅里叶逆变换 256  
15.5.1 快速傅里叶逆变换的推导 256  
15.5.2 快速傅里叶逆变换的算法实现 257  
15.6 利用傅里叶变换实现频域均衡器 257  
15.6.1 频域均衡器的实现原理 258  
15.6.2 频域信号的增益与衰减 258  
15.6.3 均衡器的实现——仿 Foobar的18段均衡器 260  
15.7 总结 261  
15.8 参考资料 262  
第 16章 全局*解与遗传算法 263  
16.1 遗传算法的原理 263  
16.1.1 遗传算法的基本概念 264  
16.1.2 遗传算法的处理流程 265  
16.2 遗传算法求解0-1背包问题 270  
16.2.1 基因编码和种群初始化 270  
16.2.2 适应度函数 271  
16.2.3 选择算子设计与轮盘赌算法 272  
16.2.4 交叉算子设计 273  
16.2.5 变异算子设计 274  
16.2.6 这*是遗传算法 275  
16.3 总结 276  
16.4 参考资料 276  
第 17章 计算器程序与大整数计算 277  
17.1 哦，溢出了，出洋相的计算器程序 277  
17.2 大整数计算的原理 278  
17.2.1 大整数加法 279  
17.2.2 大整数减法 281  
17.2.3 大整数乘法 283  
17.2.4 大整数除法与模 284  
17.2.5 大整数乘方运算 286  
17.3 大整数类的使用 287  
17.3.1 与 Windows的计算器程序一决高下 287  
17.3.2 *公约数和*小公倍数 287  
17.3.3 用扩展欧几里得算法求模的逆元 290  
17.4 总结 292  
17.5 参考资料 292  
第 18章 RSA算法——加密与签名 293  
18.1 RSA 算法的开胃菜 293  
18.1.1 将模幂运算转化为模乘运算 294  
18.1.2 模乘运算与蒙哥马利算法 295  
18.1.3 模幂算法 296  
18.1.4 素数检验与米勒 拉宾算法 296  
18.2 RSA算法原理 299  
18.2.1 RSA算法的数学理论 300  
18.2.2 加密和解密算法 300  
18.2.3 RSA 算法的*性 301  
18.3 数据块分组加密 302  
18.3.1 字节流与大整数的转换 302  
18.3.2 PCKS与OAEP加密填充模式 303  
18.3.3 数据加密算法实现 305  
18.3.4 数据解密算法实现 305  
18.4 RSA 签名与身份验证 306  
18.4.1 RSASSA-PKCS与RSASSA-PSS签名填充模式 307  
18.4.2 签名算法实现 309  
18.4.3 验证签名算法实现 309  
18.5 总结 310  
18.6 参考资料 311  
第 19章 数独游戏 312  
19.1 数独游戏的规则与技巧 312  
19.1.1 数独游戏的规则 312  
19.1.2 数独游戏的常用技巧 313  
19.2 计算机求解数独问题 314  
19.2.1 建立问题的数学模型 315  
19.2.2 算法实现 316  
19.2.3 与传统穷举方法的结果对比 318  
19.3 关于数独的趣味话题 318  
19.3.1 数独游戏有多少终盘 318  
19.3.2 史上*难的数独游戏 319  
19.4 总结 320  
19.5 参考资料 320  
第 20章 华容道游戏 321  
20.1 华容道游戏介绍 321  
20.2 自动求解的算法原理 322  
20.2.1 定义棋盘的局面 323  
20.2.2 算法思路 324  
20.3 自动求解的算法实现 326  
20.3.1 棋局状态与Zobrist哈希算法 326  
20.3.2 重复棋局和左右镜像的处理 329  
20.3.3 正确结果的判断条件 330  
20.3.4 武将棋子的移动 331  
20.3.5 棋局的搜索算法 333  
20.4 总结 335  
20.5 参考资料 335  
第 21章 A*寻径算法 336  
21.1 寻径算法演示程序 336  
21.2 Dijkstra算法 338  
21.2.1 Dijkstra算法原理 338  
21.2.2 Dijkstra算法实现 338  
21.2.3 Dijkstra算法演示程序 339  
21.3 带启发的搜索算法——A*算法 341  
21.3.1 A*算法原理 342  
21.3.2 常用的距离评估函数 343  
21.3.3 A*算法实现 346  
21.4 总结 348  
21.5 参考资料 348  
第 22章 俄罗斯方块游戏 349  
22.1 俄罗斯方块游戏规则 350  
22.2 俄罗斯方块游戏人工智能的算法原理 351  
22.2.1 影响评价结果的因素 351  
22.2.2 常用的俄罗斯方块游戏人工智能算法 352  
22.2.3 Pierre Dellacherie算法 353  
22.3 Pierre Dellacherie算法实现 355  
22.3.1 基本数学模型和数据结构定义 356  
22.3.2 算法实现 358  
22.4 总结 364  
22.5 参考资料 365  
第 23章 博弈树与棋类游戏 366  
23.1 棋类游戏的 AI 366  
23.1.1 博弈与博弈树 367  
23.1.2 极大极小值算法 368  
23.1.3 负极大值算法 369  
23.1.4 “α-β”剪枝算法 370  
23.1.5 估值函数 372  
23.1.6 置换表与哈希函数 373  
23.1.7 开局库与终局库 375  
23.2 井字棋——*简单的博弈游戏 376  
23.2.1 棋盘与棋子的数学模型 376  
23.2.2 估值函数与估值算法 377  
23.2.3 如何产生走法（落子方法） 379  
23.3 奥赛罗棋（黑白棋） 380  
23.3.1 棋盘与棋子的数学模型 382  
23.3.2 估值函数与估值算法 385  
23.3.3 搜索算法实现 388  
23.3.4 *终结果 392  
23.4 五子棋 392  
23.4.1 棋盘与棋子的数学模型 394  
23.4.2 估值函数与估值算法 395  
23.4.3 搜索算法实现 399  
23.4.4 *终结果 400  
23.5 总结 401  
23.6 参考资料 401  
第 24章 KNN算法与手写数字识别 403  
24.1 KNN算法原理 403  
24.1.1 算法工作原理 404  
24.1.2 来个例子，增加点感性认识 405  
24.2 手写数字识别程序设计 406  
24.2.1 数字文件的格式 406  
24.2.2 样本和数据集的处理 408  
24.2.3 训练和测试数据 410  
24.3 总结 411  
24.4 参考资料 411  
第 25章 有趣的变声器 412  
25.1 声调的变化 412  
25.2 声调变化的算法实现 413  
25.2.1 回顾DFT 413  
25.2.2 改变声调的原理 414  
25.2.3 理解Stephan M. Bernsee算法实现 417  
25.3 声调变化的算法改进 421  
25.3.1 支持多声道音频数据 421  
25.3.2 算法效率改进 422  
25.4 参考资料 422