计算机程序设计艺术

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《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming），簡稱TAOCP，是高德纳（Donald Ervin Knuth）编著的关于计算机程序设计的七卷本著作。作者並因此获得美国计算机协会1974年图灵奖。[1]

目录

概述 [编辑]

高德纳

1962年，Knuth還是個研究生的時候就開始了程式設計的工作。高德納在攻讀博士其間，Addison-Wesley 公司的顧問 Richard Varga 找他出書，因課業繁忙，一時沒時間草稿，1963年高德納獲得加州理工學院數學博士學位。1968年，31歲開始出版他的歷史性經典巨著： The Art of Computer Programming，一口氣寫了三千多頁，自此他計劃寫7卷。1999年底被美國科學家期刊（American Scientist）列为20世纪最佳12部学术专著之一，与狄拉克的「量子力学」、爱因斯坦的「相对论」、曼德布罗特的「分形论」、鲍林的「化学键」、罗素和怀特海德的「数学基础」、冯诺依曼和摩根斯坦的「博弈论」、维纳的「控制论」、伍德沃和霍夫曼的「轨道对称性」、费曼的「量子电动力学」等科学史上的重要著作并列必讀經典[2]。1976年為止，已賣出超過一百萬冊。

任何人發現書上的錯誤，都可以向他舉發，並領取 $2.56美金，因為「256美分剛好是十六進位的一美元」（256 pennies is one hexadecimal dollar.）[3]。比爾·蓋茨在1995年說，“如果你認為你是一名真正優秀的程序員，就去讀第一卷，確定可以解決其中所有的問題。”“如果你能讀懂整套書的話，請給我發一份你的簡歷。”《計算機程序設計藝術》是Knuth一生中最重要的事業，他寫這本書的目的是“組織和總結所知道的計算機方法的相關知識，並打下堅實的數學、歷史基礎”。

同時他在進行第二卷的校樣時，發覺書商把他書中的數學式子排得太難看了，因此發明數學排版軟體TEX，和字形设计系统METAFONT。等到他再回來要寫第四冊的時候，發現他想討論的東西，現在都寫成API了[來源請求]。1992年Knuth自大學退休，處於隱居的生活，退休的原因是為了完成 TAOCP 這部巨著，他估計大約要花 20 年來完成。第四冊預計分為A、B、C、D四個分卷出版，其中A分卷已于2005年和2011年陸續出版了平裝本和精裝本。

章節 [编辑]

  • 第一冊 - 基礎演算法（Fundamental Algorithms）
    • 第一章 - 基本觀念（Basic concepts）
    • 第二章 - 資訊結構（Information structures）
  • 第二冊 - 半數值演算法（Seminumerical Algorithms）
    • 第三章 - 隨機數（Random numbers）
    • 第四章 - 算數（Arithmetic）
  • 第三冊 - 排序與搜尋（Sorting and Searching）
    • 第五章 - 排序（Sorting）
    • 第六章 - 搜尋（Searching）
  • 第四冊 - 組合演算法 (Combinatorial Algorithms),準備中(至2009年4月已出版五個分冊),測試版本已上載到Knuth's的網站).
    • 第4A卷, 列舉與回溯（Enumeration and Backtracking）
      • 第七章 - 組合的搜尋（Combinatorial searching）
    • 第4B卷, 圖形與網路演算法（Graph and Network Algorithms）
      • 第七章續（continued）
    • 第4C及4D(可能)卷, 最佳化與遞歸（Optimization and Recursion）
      • 第七章續（continued）
      • 第八章 - 遞歸（Recursion）
  • 第五冊 - 造句演算法（Syntactic Algorithms）, 計劃中(預計2020年完成).
    • 第九章 - 語句掃瞄（Lexical scanning）
    • 第十章 - 剖析技術（Parsing techniques）
  • 第六冊 - 與上下文無關語言理論（Theory of Context-Free Languages）, 計劃中
  • 第七冊 - 編譯器技術（Compiler Techniques）,計劃中

第4A卷,列舉與回溯（Enumeration and Backtracking）的大綱 [编辑]

  • 7 - 導言(82pp) - 出版於第4卷, 第0分冊
    • 7.1 - 零及一 (Zeros and ones)
      • 7.1.1 - Boolean basics (88 pp) - 出版於第4卷, 第0分冊
      • 7.1.2 - Boolean evaluation (67 pp) - 出版於第4卷, 第0分冊
      • 7.1.3 - Bitwise tricks and techniques (122 pp) - 出版於第4卷, 第1分冊
      • 7.1.4 - Binary decision diagrams (150 pp) - 出版於第4卷, 第1分冊
    • 7.2 - Generating all possibilities
      • 7.2.1 - Combinatorial generators (397 pp)
        • 7.2.1.1 - Generating all n-tuples - 出版於第4卷4, 第2分冊
        • 7.2.1.2 - Generating all permutations - 出版於第4卷, 第2分冊
        • 7.2.1.3 - Generating all combinations - 出版於第4卷, 第3分冊
        • 7.2.1.4 - Generating all partitions - 出版於第4卷, 第3分冊
        • 7.2.1.5 - Generating all set partitions - 出版於第4卷, 第3分冊
        • 7.2.1.6 - Generating all trees - 出版於第4卷, 第4分冊
        • 7.2.1.7 - History and further references - 出版於第4卷, 第4分冊

第4B卷,圖论與網路演算法（Graph and Network Algorithms）的大綱 [编辑]

      • 7.2.2 - Basic backtrack
      • 7.2.3 - Efficient backtracking
    • 7.3 - Shortest paths
    • 7.4 - Graph algorithms
      • 7.4.1 - Components and traversal
      • 7.4.2 - Special classes of graphs
      • 7.4.3 - Expander graphs
      • 7.4.4 - Random graphs
    • 7.5 - Network algorithms
      • 7.5.1 - Distinct representatives
      • 7.5.2 - The assignment problem
      • 7.5.3 - Network flows
      • 7.5.4 - Optimum subtrees
      • 7.5.5 - Optimum matching
      • 7.5.6 - Optimum orderings
    • 7.6 - Independence theory
      • 7.6.1 - Independence structures
      • 7.6.2 - Efficient matroid algorithms

第4C及4D(可能)卷, 最佳化與遞歸（Optimization and Recursion）的大綱 [编辑]

    • 7.7 - Discrete dynamic programming
    • 7.8 - Branch-and-bound techniques
    • 7.9 - Herculean tasks (又名NP-hard問題)
    • 7.10 - Near-optimization
  • 8 - 遞歸(Recursion)

發佈 [编辑]

  • 第一卷:1968年
  • 第二卷:1969年
  • 第三卷:1973年
  • 第四卷:2005年2月(第1期)

英文版本 [编辑]

當前版本 [编辑]

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中譯本 [编辑]

注釋 [编辑]

  1. ^ 1974 – Donald E. Knuth See the ACM Author Profile in the Digital Library
  2. ^ American Scientist Online - 100 or so Books that shaped a Century of Science. 
  3. ^ 1999年，高德纳教授腾出时间回覆了所有信件，共汇出125张支票。其中Axel Böttcher 曾先后5次得到2.56美金的支票，3次得到5.12美金的支票。
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