警局总部遭遇了一起盗窃案,Frank Runtime需要用他的搜索技巧找到元凶。在这则侦探故事中,你将会学到如何使用算法知识破获案件。无论你是计算机科学的学生还是业余爱好者,本书都是能让你在引人入胜的情节中学习算法知识的完美选择。Frank是一位被解雇的前探员,老练的私家侦探和搜索专家。追寻他的足迹,你会学到:
◎优先搜索、深度优先搜索、迭代加深、并行算法、二分搜索等算法背后的原理
◎字符串、数组、栈和队列等基本计算机科学概念
◎如何修改搜索算法以适应不同的数据结构
◎如何在特定情况下选择zui适合的算法,以及何时应该使用基于常识的启发式算法
第一章 搜索问题 1
警局档案室里的几百份卷宗莫名失踪,警长求助Frank,一位几年前被自己亲自辞退的前警官。
警用算法导论:搜索问题 6
第二章 穷举搜索寻线人 7
搜索第一站:Frank寻找“玻璃箱”Billy。作为一个靠分享信息过活的人,Billy这次竟然不愿透露信息。
警用算法导论:穷举搜索 13
第三章 罪犯农场里的数组和索引 15
搜索第二站:Frank在Crannock农场偶遇Notation警官。虽然饱受Crannock夫妇的呵斥,Frank还是幸运地在数组车上找到一根珍贵的线头。
警用算法导论:数组 22
第四章 字符串及隐藏的信息 23
Frank的回忆:初入警局时学习辨识Crannock农场的指示牌信息,这个指示牌被用来传播各种加了密的非法活动消息。
警用算法导论:字符串 26
第五章 对一艘走私船的二分搜索 27
搜索第三站:Frank和Notation来到Usb港,根据船只的到港时间快速锁定走私船Retry Loop号。
警用算法导论:二分搜索Ⅰ 33
第六章 二分搜索寻线索 37
Frank和Notation假装食品监察员闯入Retry Loop号,快速翻看造假日志寻找蛛丝马迹。
警用算法导论:二分搜索Ⅱ 43
第七章 调整算法,大胆逃离 45
他们被船上恶棍们拖上甲板,恶棍们的资历是如此浅,以至于什么信息都套不出来。
警用算法导论:改编你的二分搜索法 54
第八章 Socks:一个突如其来的插曲 55
峰回路转,素不相识的小巫师Socks来营救,营救武器竟然是一桶桶的腌鳗鱼。
第九章 倒退一步,继续搜索 63
搜索第四站:Mudwall港口,与村民们再三确认,最近没有船到港,一无所获地离开。
警用算法导论:倒退一步 67
第十章 用广度优先搜索去开锁 69
搜索第五站:Frayed Cable岛,这里有一座废弃的监狱,Socks用咒语打开了监狱大门的锁。
警用算法导论:广度优先搜索 76
第十一章 废弃监狱中的深度优先搜索 81
这座废弃的监狱像迷宫一样,不过在Frank的带领下,他们真的在这里找到了那些失踪的卷宗!然而……
警用算法导论:深度优先搜索 89
第十二章 餐厅中的栈和队列 91
Frank的回忆:在警察学院的最初两个月,Frank在餐厅打工,在一次偶然聊天中他意识到了数据结构的重要性。
警用算法导论:栈和队列Ⅰ 97
第十三章 用栈和队列搜索 101
废弃监狱里房间的门突然关闭,卷宗被燃烧,重要线索被毁,他们落荒而逃。
警用算法导论:栈和队列Ⅱ 106
第十四章 分头行动――并行搜索 109
返回Usb港的途中,Frank决定上岸后将Notation和Socks支开,因为他感觉自己无法相信任何人。
警用算法导论:并行算法 115
第十五章 迭代加深可以救你的命 117
Mavis的回忆:在自己还是学徒的一次出海中,虽然地图丢失了,他们仍然用一种看似笨拙的方法在茫茫大海中找到了补给站。
警用算法导论:迭代加深 125
第十六章 逆向索引:缩小搜索范围 127
搜索第六站:上岸后Frank拿着在Crannock农场找到的线头去请教披风专家Cloaksworth 先生,确认这是一件被施了咒语的警察披风上的线头。
警用算法导论:逆向索引 132
第十七章 二叉搜索树陷阱 135
谢过Cloaksworth先生后Frank走在街上,发现自己被探子跟踪了。他转而去追探子,被引入了下水道内建造的高高的二叉搜索梯。
警用算法导论:二叉搜索树Ⅰ 142
第十八章 建造二叉搜索梯 145
Frank一层层爬下梯子,然而爬到最后一层时他受伤了。探子放铁蛇来围攻,Frank艰难爬回地面。
警用算法导论:二叉搜索树Ⅱ 150
第十九章 疑犯的二叉搜索树 151
搜索第七站:调查调职记录,Frank让Socks生成巨大的闪闪发光的魔法树,但是没能找到任何可疑之处。
警用算法导论:二叉搜索树Ⅲ 160
第二十章 将疑犯加到搜索树中 163
Frank决定带着魔法树去见警长,不过途中他们停在了警局记录处,他们需要向魔法树中增加一些节点。
警用算法导论:二叉搜索树Ⅳ 169
第二十一章 二叉搜索树的属性 171
在增加节点的过程中,Socks犯了“小”错误,这引起了Frank的抱怨、咒骂和怀疑。
警用算法导论:二叉搜索树Ⅴ 173
第二十二章 公文字典树 175
途中他们又来到警局档案室,Frank得以在事故现场侦察,在这里他找到了新的线索。
警用算法导论:trie树 179
第二十三章 最佳优先搜索:侦探最值得信赖的工具 183
Frank与警长交谈,发现事态比想象中的更紧迫而严重:攻击城堡的计划、强大的魔法面具、危险的邪恶巫师联盟……
警用算法导论:最佳优先搜索 190
第二十四章 用优先队列进行调查 193
Notation受到警长严厉批评,被停职,因为她一直在擅自调查不属于自己的案件。
警用算法导论:优先队列 199
第二十五章 用优先队列来解锁 201
Frank想回到自己的办公室,却发现再次被跟踪了,他甩掉探子,巧妙地解开安全屋的密码,躲进了安全屋。
警用算法导论:数据结构和搜索 205
第二十六章 启发式搜索 207
搜索第八站:安全屋里的静心反思。Frank反复研究着找到的所有线索,忽然他开始怀疑之前的所有推断。可靠的线索用尽了,模糊的线索也没有了……
警用算法导论:启发式搜索 210
第二十七章 警察学院中的“堆” 213
Loop教授的回忆:警察学院基于教龄分配办公室,95岁的Loop教授有长达70年的教龄,终于争夺到了本应属于自己的办公室。
警用算法导论:堆 219
第二十八章 搜索难题 223
搜索第九站:Frank向Loop教授请教咒语知识。巫术犯罪学是一个危险的领域,而Loop教授却一直能够幸存下来。在这里Frank终于厘清了线索。
警用算法导论:期末考试复习课 229
第二十九章 搜索终点站 231
Frank与Notation来到警局的监狱,一举抓获戴着魔法面具、试图解救自己首领的小巫师,没错,他就是一路同行的Socks。
结 语 239