开设一门以 ACM Fellow 和 《算法(第 4 版)》
为核心的专栏课程,旨在帮助学习者深入理解算法设计与分析,掌握经典算法及其在实际问题中的应用。以下是一个详细的课程大纲和内容设计:
课程名称
ACM Fellow 带你学算法:从理论到实战(基于《算法(第 4 版)》)
课程目标
课程大纲
第 1 部分:算法基础
什么是算法?
算法的重要性与应用领域
《算法(第 4 版)》简介
算法分析
时间复杂度与空间复杂度
渐进符号(O、Ω、Θ)
递归算法的分析方法
数据结构回顾
数组、链表、栈、队列
树与图的基本概念
哈希表与优先队列
第 2 部分:经典算法
冒泡排序、选择排序、插入排序
归并排序、快速排序
堆排序与基数排序
排序算法的性能比较
查找算法
二分查找
二叉搜索树
平衡二叉树(AVL 树、红黑树)
图算法
动态规划
动态规划的基本思想
经典问题:背包问题、最长公共子序列
状态转移方程的设计
贪心算法
贪心算法的基本思想
经典问题:活动选择问题、霍夫曼编码
分治算法
分治算法的基本思想
经典问题:归并排序、快速排序、最近点对问题
第 3 部分:高级主题
字符串匹配算法(KMP、Boyer-Moore)
字典树(Trie)
正则表达式与有限状态机
数论与组合数学
最大公约数(GCD)与最小公倍数(LCM)
素数筛法
组合数学基础
高级数据结构
并查集(Disjoint Set Union)
线段树与树状数组
跳表与布隆过滤器
并行与分布式算法
并行算法的基本概念
MapReduce 模型
分布式一致性算法(Paxos、Raft)
第 4 部分:实战与应用
ACM-ICPC 竞赛简介
常见竞赛题型与解题技巧
经典竞赛题目解析
面试算法题
常见面试算法题类型(数组、字符串、动态规划等)
解题思路与代码实现
面试中的算法优化技巧
算法在实际项目中的应用
算法在机器学习中的应用
算法在大数据处理中的应用
算法在区块链技术中的应用
课程特色
每节课都包含理论讲解和代码实现。
提供大量练习题和实战项目。
ACM Fellow 指导
由 ACM Fellow 或资深算法专家授课。
分享算法研究的前沿动态与实战经验。
基于《算法(第 4 版)》
以经典教材《算法(第 4 版)》为核心参考书。
补充最新算法研究成果。
互动式学习
提供在线编程环境,实时运行代码。
定期举办线上竞赛与讨论会。
课程安排
课程时长: 12 周(每周 2 次课,每次 1.5 小时)
学习形式: 视频课程 + 在线编程练习 + 课后作业
适合人群: 计算机专业学生、算法竞赛爱好者、准备面试的开发者
参考教材
课程收益
掌握经典算法的设计与实现。
提升算法分析与优化能力。
为参加编程竞赛或面试打下坚实基础。
获得由 ACM Fellow 签发的课程证书。