漫画算法:小灰的算法之旅 电子工业出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书通过主人公小灰的心路历程，用漫画的形式讲述了算法和数据结构的基础知识，复杂多变的算法面试题目及算法的实际应用场景。首先介绍了算法和数据结构的总体概念，告诉大家算法是什么，数据结构又是什么，都有哪些用途，如何分析时间复杂度，如何分析空间复杂度。第二章 介绍了最基本的数据结构，包括数组、链表、栈、队列、哈希表的概念和读写操作。第三章 介绍了树和二叉树的概念、二叉树的各种遍历方式、二叉树的特殊形式二叉堆和优先队列的应用。第四章 介绍了几种典型的排序算法，包括冒泡排序、快速排序、堆排序、计数排序、桶排序。第五章 介绍了十余种职场上流行的算法面试题目及详细的解题思路。例如怎样判断链表有环、怎样计算大整数加法等。第六章 介绍了算法在职场上的一些应用，例如使用LRU算法来淘汰冷数据，使用Bitmap算法来统计用户特征等。

第1章  算法概述  /  1

1.1  算法和数据结构  /  1

1.1.1  小灰和大黄  /  1

1.1.2  什么是算法  /  3

1.1.3  什么是数据结构  /  7

1.2  时间复杂度  /  8

1.2.1  算法的好与坏  /  8

1.2.2  基本操作执行次数  /  10

1.2.3  渐进时间复杂度  /  12

1.2.4  时间复杂度的巨大差异  /  15

1.3  空间复杂度  /  16

1.3.1  什么是空间复杂度  /  16

1.3.2  空间复杂度的计算  /  19

1.3.3  时间与空间的取舍  /  21

1.4  小结  /  22

第2章  数据结构基础  /  23

2.1  什么是数组  /  23

2.1.1  初识数组  /  23

2.1.2  数组的基本操作  /  26

2.1.3  数组的优势和劣势  /  32

2.2  什么是链表  /  33

2.2.1 “正规军”和“地下党”  /  33

2.2.2  链表的基本操作  /  35

2.3  栈和队列  /  42

2.3.1  物理结构和逻辑结构  /  42

2.3.2  什么是栈  /  43

2.3.3  栈的基本操作  /  44

2.3.4  什么是队列  /  45

2.3.5  队列的基本操作  /  46

2.3.6  栈和队列的应用  /  50

2.4  神奇的散列表  /  51

2.4.1  为什么需要散列表  /  51

2.4.2  哈希函数  /  54

2.4.3  散列表的读写操作  /  55

2.5  小结  /  59

第3章  树  /  61

3.1  树和二叉树  /  61

3.1.1  什么是树  /  61

3.1.2  什么是二叉树  /  64

3.1.3  二叉树的应用  /  67

3.2  二叉树的遍历  /  71

3.2.1  为什么要研究遍历  /  71

3.2.2  深度优先遍历  /  73

3.2.3  广度优先遍历  /  84

3.3  什么是二叉堆  /  88

3.3.1  初识二叉堆  /  88

3.3.2  二叉堆的自我调整  /  90

3.3.3  二叉堆的代码实现  /  95

3.4  什么是优先队列  /  98

3.4.1  优先队列的特点  /  98

3.4.2  优先队列的实现  /  99

3.5  小结  /  103

第4章  排序算法  /  105

4.1  引言  /  105

4.2  什么是冒泡排序  /  107

4.2.1  初识冒泡排序  /  107

4.2.2  冒泡排序的优化  /  110

4.2.3  鸡尾酒排序  /  114

4.3  什么是快速排序  /  118

4.3.1  初识快速排序  /  118

4.3.2  基准元素的选择  /  120

4.3.3  元素的交换  /  122

4.3.4  单边循环法  /  125

4.3.5  非递归实现  /  128

4.4  什么是堆排序  /  131

4.4.1  传说中的堆排序  /  131

4.4.2  堆排序的代码实现  /  134

4.5  计数排序和桶排序  /  137

4.5.1  线性时间的排序  /  137

4.5.2  初识计数排序  /  138

4.5.3  计数排序的优化  /  140

4.5.4  什么是桶排序  /  145

4.6  小结  /  149

第5章  面试中的算法  /  150

5.1  踌躇满志的小灰  /  150

5.2  如何判断链表有环  /  151

5.2.1  一场与链表相关的面试  /  151

5.2.2  解题思路  /  155

5.2.3  问题扩展  /  158

5.3  最小栈的实现  /  161

5.3.1  一场关于栈的面试  /  161

5.3.2  解题思路  /  163

5.4  如何求出优选公约数  /  166

5.4.1  一场求优选公约数的面试  /  166

5.4.2  解题思路  /  168

5.5  如何判断一个数是否为2的整数次幂  /  173

5.5.1  一场很“2”的面试  /  173

5.5.2  解题思路  /  175

5.6  无序数组排序后的优选相邻差  /  178

5.6.1  一道奇葩的面试题  /  178

5.6.2  解题思路  /  179

5.7  如何用栈实现队列  /  184

5.7.1  又是一道关于栈的面试题  /  184

5.7.2  解题思路  /  186

5.8  寻找全排列的下一个数  /  191

5.8.1  一道关于数字的题目  /  191

5.8.2  解题思路  /  193

5.9  删去k个数字后的最小值  /  196

5.9.1  又是一道关于数字的题目  /  196

5.9.2  解题思路  /  198

5.10  如何实现大整数相加  /  205

5.10.1  加法，你会不会  /  205

5.10.2  解题思路  /  206

5.11  如何求解金矿问题  /  211

5.11.1  一个关于财富自由的问题  /  211

5.11.2  解题思路  /  213

5.12  寻找缺失的整数  /  223

5.12.1 “五行”缺一个整数  /  223

5.12.2  问题扩展  /  225

第6章  算法的实际应用  /  230

6.1  小灰上班的第1天  /  230

6.2  Bitmap的巧用  /  232

6.2.1  一个关于用户标签的需求  /  232

6.2.2  用算法解决问题  /  234

6.3  LRU算法的应用  /  241

6.3.1  一个关于用户信息的需求  /  241

6.3.2  用算法解决问题  /  243

6.4  什么是A星寻路算法  /  249

6.4.1  一个关于迷宫寻路的需求  /  249

6.4.2  用算法解决问题  /  251

6.5  如何实现红包算法  /  262

6.5.1  一个关于钱的需求  /  262

6.5.2  用算法解决问题  /  264

6.6  算法之路无止境  /  268

魏梦舒（@程序员小灰）：微信公众号“程序员小灰”的作者，多年的软件行业从业经验，先后在金融和摩拜科技从事研发工作，对算法有一定的兴趣和经验。

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编辑推荐

"小灰的算法故事给算法这颗“炮弹”包上了“糖衣”，让算法的威力潜藏于内，外表不再吓人，萌萌哒Q弹可爱。

从基本数据结构，到各类排序算法，再到面试算法，再到职场应用，书中的主角小灰和大黄带领大家逐个破解。

和一群快乐的小仓鼠共同领悟算法思想、理解算法对内存空间和性能的影响，并开动脑筋去寻求解决问题的尚佳方案。

"

媒体评论

"推荐序

初识小灰是因为在他的微信公众号看到一篇讲动态规划的文章，当时觉得挺意外，没想到还能有人用漫画来解释动态规划算法。

所谓算法，其实是个很宽泛的概念。有理解起来难度超大，烧脑到要“爆炸”的；也有简单直接，一目了然的；更多的却是，虽然看起来复杂，但只要方法得当，搞清原理，掌握起来还是很容易的那种算法。

可是很多人被“算法”二字“狰狞”的外表吓住了，久久不敢接触它。好不容易斗胆翻翻算法书，结果看到的不是大篇大篇的代码，就是乱七八糟的符号。这都是什么呀？！算了，看来是学不会算法了，放弃吧……

但凡书籍文章，最难读的，肯定是公式符号；而优选读的，无外乎图像、对话等。本书作者以可爱的小灰和大黄两个漫画形象为主人公，把对算法的描述过程嵌入到它们的对话之中，并辅之以图形等直观方式来表达数据结构和操作步骤——这种表达形式带着天然的亲和力，接近没有计算机背景的读者读来也不觉得生硬。

小灰所做的事情，就是给算法这颗“炮弹”包上了“糖衣”，让算法的威力潜藏于内，外表不再吓人，反而变得萌萌哒，Q弹可爱，清新怡人。

先干为敬，让我们一起吞了这颗包着“”的“糖丸”吧！

李烨，微软高级软件工程师

"

前言

"推荐序

初识小灰是因为在他的微信公众号看到一篇讲动态规划的文章，当时觉得挺意外，没想到还能有人用漫画来解释动态规划算法。

所谓算法，其实是个很宽泛的概念。有理解起来难度超大，烧脑到要“爆炸”的；也有简单直接，一目了然的；更多的却是，虽然看起来复杂，但只要方法得当，搞清原理，掌握起来还是很容易的那种算法。

可是很多人被“算法”二字“狰狞”的外表吓住了，久久不敢接触它。好不容易斗胆翻翻算法书，结果看到的不是大篇大篇的代码，就是乱七八糟的符号。这都是什么呀？！算了，看来是学不会算法了，放弃吧……

但凡书籍文章，最难读的，肯定是公式符号；而优选读的，无外乎图像、对话等。本书作者以可爱的小灰和大黄两个漫画形象为主人公，把对算法的描述过程嵌入到它们的对话之中，并辅之以图形等直观方式来表达数据结构和操作步骤——这种表达形式带着天然的亲和力，接近没有计算机背景的读者读来也不觉得生硬。

小灰所做的事情，就是给算法这颗“炮弹”包上了“糖衣”，让算法的威力潜藏于内，外表不再吓人，反而变得萌萌哒，Q弹可爱，清新怡人。

先干为敬，让我们一起吞了这颗包着“”的“糖丸”吧！

——李烨，微软高级软件工程师

许多程序员对算法望而生畏，认为算法是一门高深莫测的学问。

以前我曾经面试过一个求职者，起初考查他的技术功底和项目经验，他都回答得不错。接下来我对他说：“OK，那我考查一下你的算法水平吧。”

题目还没说出口，该求职者立马摆摆手说：“不要不要，我算法不行的！”

我还是有些不甘心，接着说道：“我只考查最基础的，你说说冒泡排序的基本思路吧！”

他仍旧说：“我不知道，我算法一点都不会……”

算法真的那么难，真的那么无趣吗？

恰恰相反，算法是编程领域中最有意思的一块内容，也不像许多人想象的那样难以驾驭。

许多人把算法比作程序员的“内功”，但笔者觉得这个比喻并不是很恰当。内功实实在在，没有任何巧妙可言，而算法天马行空，千变万化，就像金庸笔下令狐冲的一套独孤九剑。

学习算法，我们不需要死记硬背那些冗长复杂的背景知识、底层原理、指令语法……需要做的是领悟算法思想、理解算法对内存空间和性能的影响，以及开动脑筋去寻求解决问题的很好方案。相比编程领域的其他技术，算法更纯粹，更接近数学，也更具有趣味性。

我一直希望写出一些东西，让更多的IT同行能够领略到算法的魅力，可是用什么方式来写呢？

2016年9月，一次突如其来的灵感让我创造了一个初出茅庐的菜鸟程序员形象，这个菜鸟程序员名叫小灰。

程序员小灰的故事活跃在同名的微信公众号上，该公众号用漫画的形式诉说着小灰一次又一次的面试经历，倔强的小灰屡战屡败，屡败屡战。小灰是我刚刚入行时的真实写照，相信许多程序员也能从中看到自己的影子。

终于，在朋友们的支持和鼓励下，程序员小灰的故事从微信公众号搬到了纸质图书上。能让更多同行看到小灰的故事，我感到十分欣慰。

本书特色

这本书通过漫画的形式，讲述了小灰学习算法和数据结构知识的心路历程。书中许多内容源于本人的微信公众号，但是比公众号上所展现的内容更加系统、全面，也更加严谨。

本书的前4章是对算法基础知识的讲解，没有算法和数据结构基础的读者可以从头开始进行系统学习。

前 言

对于有一定基础的读者，也可以选择从第5章面试题的讲解开始阅读，每一道面试题目都是相对独立的，并不需要严格地按顺序学习。同时，也推荐大家适当看看前面的内容，巩固一下自己的算法知识体系。

这不是一本编程入门书。在编程方面接近零基础的读者，建议至少先了解一门编程语言。

这也不是一本局限于某个编程语言的书，虽然书中的代码示例都是用Java来实现的，但算法思想是相通的。在实现代码时，书中尽可能规避了Java语言的特殊语法和工具类，相信熟悉其他语言的开发者也不难看懂。

勘误和支持

除书中所提供的代码示例以外，大家也可以关注微信公众号“程序员小灰”，在后台回复“漫画算法”，获得全书完整的、可运行的代码。为了保证代码的简洁，在部分代码实现中省略了烦琐的参数判空和验证逻辑。由于作者水平有限，书中难免会出现一些错误，恳请广大读者批评指正。

读者如果在阅读过程中产生疑问或发现Bug，欢迎随时到微信公众号的后台留言。

“程序员小灰”微信公众号二维码如下。

致谢

感谢微信公众号“程序员小灰”的读者。你们的鼓励和支持，给了我坚持创作的动力。感谢成都道然科技有限责任公司的姚新军老师。有了他的肯定、支持和指导意见，才有了这本书的正式出版。

感谢朴提、单耳和康慧三位插画师所画的精彩插画，是你们让小灰的形象更丰满、更可爱。感谢为本书审稿的杨道谈先生，感谢为本书写序的李烨老师，感谢在百忙之中阅读书稿并写书评的专家们，他们是刘欣、张洪亮、安晓辉、李艳鹏、翟永超等。

特别感谢我的父母，是他们把我带进了数学的大门。在我上小学的时候，是他们的坚持，才让我会学习奥数，参加数学竞赛，并对数学和逻辑产生了兴趣。在这本书的写作过程中，又是他们辛苦努力屏蔽生活琐事对我的干扰，让我能够全身心地投入到本书的写作当中。

谨以此书献给我的家人，我的读者，以及热爱编程的朋友们！

——魏梦舒，微信公众号“程序号小灰”的作者"

书籍介绍

《漫画算法：小灰的算法之旅》通过虚拟的主人公小灰的心路历程，用漫画的形式讲述了算法和数据结构的基础知识、复杂多变的算法面试题目及算法的实际应用场景。

第1章 介绍了算法和数据结构的相关概念，告诉大家算法是什么，数据结构又是什么，它们有哪些用途，如何分析时间复杂度，如何分析空间复杂度。

第2章 介绍了最基本的数据结构，包括数组、链表、栈、队列、哈希表的概念和读写操作。

第3章 介绍了树和二叉树的概念、二叉树的各种遍历方式、二叉树的特殊形式——二叉堆和优先队列的应用。

第4章 介绍了几种典型的排序算法，包括冒泡排序、快速排序、堆排序、计数排序、桶排序。

第5章 介绍了10余道职场上流行的算法面试题及详细的解题思路。例如怎样判断链表有环，怎样计算大整数相加等。

第6章 介绍了算法在职场上的一些应用，例如使用LRU算法来淘汰冷数据，使用Bitmap算法来统计用户特征等。