计算复杂性 (2010 年度畅销榜NO.11132 )

本书从两个方面介绍了计算的复杂性理论和方法：在数值计算方面．通过解代数方程的Kuhn算法介绍了如何讨论一个算法的复杂性．不仅要求收敛性，而且还要求其计算成本随问题规模的增加而增加的速度是多项式的；在非数值计算方面：介绍了计算模型、算法设计、P类问题与NP类问题、NP完全问题、近似算法等。
本书全面、系统地介绍了计算复杂性理论的基本内容和基本方法。内容涉及数值计算的复杂性，主要包括Kuhn算法设计、正确性证明和复杂性分析；算法复杂性和计算模型；贪心法、动态规划、回溯法和分枝限界法等问题的算法设计方法以及P类、NP类和NPC类问题及其证明方法、若干NPC问题的近似算法。
本书可作为计算机专业及数学专业的本科生或研究生的教材，也可供从事数学和计算机科学的教师和研究人员参考。

第一部分 数值计算的复杂性
第1章 代数方程和数值计算的复杂性理论简介
1. 1 代数方程的不动点迭代算法
1. 2 收敛性和复杂性--算法优劣判别的两个层次
第2章 代数方程的Kuhn算法
2. 1 剖分法与标号法
2. 1. 1 剖分法
2. 1. 2 标号法
2. 2 互补轮回算法
2. 2. 1 互补轮回算法原理
2. 2. 2 进口出口分析
2. 3 Kuhn算法的收敛性(一)
2. 4 Kuhn算法的收敛性(二)
第3章 Kuhn算法的效率
3. 1 误差估计
3. 2 成本估计
3. 3 单调性问题
3. 4 关于单调性的结果
第4章 牛顿法及其计算复杂性简介
第二部 分计算机科学的复杂性理论
第5章 算法的计算复杂性和计算模型
5. 1 算法及其计算复杂性
5. 2 确定型图灵机
5. 3 随机存取机
5. 4 RAM机的程序的计算复杂性
5. 5 图灵机和RAM机的相关性
5. 6 PIDGIN ALGOL--一种高级语言
第6章 几个"难"问题的算法设计
6. 1 贪心法和背包问题
6. 2 动态规划和货郎担问题
6. 3 回溯法和图的可着色性问题
6. 4 分枝限界法和带时限的作业调度问题
第7章 NP完全问题
7. 1 判定问题. 语言和编码
7. 2 多项式变换与可满足性问题
7. 3 非确定型图灵机
7. 4 NP类
7. 5 NP完全问题与Cook定理
7. 6 强NP完全问题
7. 7 Co-NP类问题
7. 8 NP困难问题
7. 9 空间复杂性简介
第8章 NP完全性证明
8. 1 六个基本的NP完全问题
8. 1. 1 三元可满足性
8. 1. 2 三维匹配
8. 1. 3 节点覆盖和团
8. 1. 4 哈密顿回路
8. 1. 5 划分
8. 2 NP完全性的证明方法
8. 2. 1 限制法
8. 2. 2 局部替换法
8. 2. 3 分量设计法
8. 3 P类问题的证明
8. 3. 1 元可满足性问题
8. 3. 2 偶图的独立集问题
第9章 近似算法
9. 1 近似的接近程度衡量
9. 2 0-1背包问题
9. 3 装箱问题
9. 4 图的着色问题
9. 5 货郎担问题
9. 6 多处理机调度问题
参考文献

顾小丰：1966年生, 1991年于兰州大学数学系获理学硕士学位. 现任电子科技大学计算机学院高级工程师, 硕士研究生导师. 主要从事网络计算及应用. 并行计算研究和教学. 参与完成了"八五". "九五"军事预研项目两项, 获2001年度"国防科学技术进步奖"二等奖, 撰写《离散数学》和《离散数学及其应用》两本教材. 孙世新, 1940年生, 1966年毕业于四川大学数学系, 现任电子科技大学计算机学院教授, 博士研究生导师, 享受政府特殊津贴专家, 全国并行计算专家委员会委员. 孙世新：1984年起, 分别在法国格勒诺贝尔第一大学和贡比涅大学. 意大利罗马大学以及香港科技大学作访问学者和客座研究员. 并先后赴美国. 加拿大. 法国. 比利时. 德国. 瑞典等国进行学术访问. 主要从事计算机科学理论与应用的研究与教学工作. 其主要研究方向为网络计算技术. 并行／分布式计算及其应用. 信息压缩技术. 数值计算与组合算法等. 主持并参与了"九五"军事预研项目. 国家高性能计算基金. "863"计划等多项课题研究. 自1 988年至今, 在国内外著名期刊杂志发表论文70

计算复杂性理论分为两个方面：计算机科学的复杂性理论和数值计算的复杂性理论. 数值计算的复杂性理论是计算机科学蓬勃发展的一个必然结果, 它主要是研究如何更好地利用机器进行数值计算的问题. 对于一种算法, 不仅要考虑它是否有收敛性的保证, 而且还必须考虑它的计算成本. 如果计算成本随问题规模的增加而增加的速度是指数级的, 则这种算法将被认为是在实践中难以接受的, 因而希望算法的计算成本随问题规模的增加而增加的速度是多项式的. 计算机科学的复杂性理论, 尤其是其中的NP完全问题是计算机科学理论中最重要的问题. 自从1971年S.A. Cook提出P类问题是否等价NP类问题以来, 许多著名科学家对这个问题进行了深入研究, 有的试图证明它们等价, 更多的人猜测并试图证明它们不等价. 但迄今为止, 人们并没有获得完全的成功, 并且越来越多的迹象表明, 这是一个十分困难的问题. 对该问题的研究带动了对许多其他问题的研究, 并逐渐发展成为一个庞大的理论系统. 这些研究无论是对增进人们对P和NP本质的了解, 还是对许多问题复杂性的解决, 都有着重大的意义. 本书是在作者多年为电子科技大学计算机专业硕士研究生讲授计算复杂性课程的基础之上经过修改. 编写而成的. 全书共分九章, 前四章主要介绍数值计算的复杂性理论, 重点讨论了解代数方程的Kuhn算法. 后五章主要介绍计算机科学的复杂性理论, 重点是讨论P与NP及NP完全问题. 由于作者水平有限, 错误和疏漏在所难免, 敬请读者批评指正. 作 者 2004年6月于电子科技大学