Table Of ContentКори Альтхофф
Computer Science
для программиста-самоучки
Все, что нужно знать
о структурах данных и алгоритмах
2023
Кори Альтхофф
Computer Science
для программиста-самоучки
Все, что нужно знать
о структурах данных и алгоритмах
2023
ББК 32.973.2-018
УДК 004.422.63
А58
Альтхофф Кори
А58 Computer Science для программиста-самоучки. Все, что нужно знать о струк-
турах данных и алгоритмах. — СПб.: Питер, 2023. — 240 с.: ил. — (Серия
«Библиотека программиста»).
ISBN 978-5-4461-2010-9
Книги Кори Альтхоффа вдохновили сотни тысяч людей на самостоятельное изучение про-
граммирования.
Чтобы стать профи в программировании, не обязательно иметь диплом в области computer
science, и личный опыт Кори подтверждает это: он стал разработчиком ПО в eBay и добился
этого самостоятельно.
Познакомьтесь с наиболее важными темами computer science, в которых должен разбираться
каждый программист-самоучка, мечтающий о выдающейся карьере, — это структуры данных
и алгоритмы. «Computer Science для программиста-самоучки» поможет вам пройти техническое
интервью, без которого нельзя получить работу в «айти».
Книга написана для абсолютных новичков, поэтому у вас не должно возникнуть трудностей,
даже если ранее ничего не слышали о computer science.
16+ (В соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ.)
ББК 32.973.2-018
УДК 004.422.63
Права на издание получены по соглашению с John Wiley & Sons, Inc. Все права защищены. Никакая часть
данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения
владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как
надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не
может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за
возможные ошибки, связанные с использованием книги. Издательство не несет ответственности за доступ-
ность материалов, ссылки на которые вы можете найти в этой книге. На момент подготовки книги к изданию
все ссылки на интернет-ресурсы были действующими.
ISBN 978-1119724414 англ. © 2022 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.
ISBN 978-5-4461-2010-9 © Перевод на русский язык ООО «Прогресс книга», 2022
© Издание на русском языке, оформление ООО «Прогресс книга», 2022
© Серия «Библиотека программиста», 2022
Краткое содержание
Об авторе ..............................................................................................................................................12
О научном редакторе ...................................................................................................................12
Благодарности ...................................................................................................................................13
От издательства ................................................................................................................................14
Введение ...............................................................................................................................................15
I Введение в алгоритмы ................................................................................................25
1 Что такое алгоритм.................................................................................................................26
2 Рекурсия ........................................................................................................................................45
3 Поисковые алгоритмы .........................................................................................................51
4 Алгоритмы сортировки .......................................................................................................64
5 Строковые алгоритмы ..........................................................................................................85
6 Математика ..................................................................................................................................94
7 Вдохновение самоучки: Маргарет Гамильтон ...................................................111
II Структуры данных .......................................................................................................113
8 Что такое структуры данных .........................................................................................114
9 Массивы ......................................................................................................................................119
10 Связные списки .....................................................................................................................134
11 Стеки .............................................................................................................................................147
12 Очереди ......................................................................................................................................162
13 Хеш-таблицы ............................................................................................................................174
14 Двоичные деревья ..............................................................................................................184
15 Двоичные кучи .......................................................................................................................202
16 Графы ............................................................................................................................................213
17 Вдохновение самоучки: Илон Маск .........................................................................230
18 Дальнейшие шаги ................................................................................................................233
Оглавление
Об авторе ..............................................................................................................................................12
О научном редакторе ...................................................................................................................12
Благодарности ...................................................................................................................................13
От издательства ................................................................................................................................14
Введение ...............................................................................................................................................15
Чему вы научитесь ......................................................................................................................17
Для кого эта книга .......................................................................................................................19
Истории успеха самоучек........................................................................................................20
Мэтт Мансон ...........................................................................................................................20
Тианни Майерс ......................................................................................................................21
Начало работы..............................................................................................................................22
Устанавливаем Python .......................................................................................................22
Устранение неполадок.......................................................................................................23
Практикумы ............................................................................................................................23
Не бросайте начатое ..................................................................................................................23
I Введение в алгоритмы ................................................................................................25
1 Что такое алгоритм.................................................................................................................26
Анализируем алгоритмы .........................................................................................................27
Постоянное время ......................................................................................................................32
Логарифмическое время .........................................................................................................33
Линейное время ..........................................................................................................................34
Линейно-логарифмическое время .....................................................................................35
Квадратичное время .................................................................................................................36
Кубическое время .......................................................................................................................38
Оглавление 7
Экспоненциальное время .......................................................................................................39
Сложность в лучшем и худшем случаях ...........................................................................40
Пространственная сложность ..............................................................................................41
Почему все это важно ...............................................................................................................42
Словарь терминов ......................................................................................................................42
Практикум ......................................................................................................................................44
2 Рекурсия ........................................................................................................................................45
Когда использовать рекурсию ..............................................................................................50
Словарь терминов ......................................................................................................................50
Практикум ......................................................................................................................................50
3 Поисковые алгоритмы .........................................................................................................51
Линейный поиск ..........................................................................................................................52
Когда следует использовать линейный поиск ..............................................................53
Двоичный поиск ..........................................................................................................................54
Когда следует использовать двоичный поиск ...............................................................57
Поиск символов ...........................................................................................................................60
Словарь терминов ......................................................................................................................62
Практикум ......................................................................................................................................63
4 Алгоритмы сортировки .......................................................................................................64
Пузырьковая сортировка ........................................................................................................65
Когда следует использовать пузырьковую сортировку ...........................................69
Сортировка вставками .............................................................................................................70
Когда следует использовать сортировку вставками ..................................................74
Сортировка слиянием ..............................................................................................................74
Когда следует использовать сортировку слиянием ...................................................81
Алгоритмы сортировки в Python .........................................................................................82
Словарь терминов ......................................................................................................................84
Практикум ......................................................................................................................................84
5 Строковые алгоритмы ..........................................................................................................85
Обнаружение анаграмм ...........................................................................................................85
Выявление палиндромов ........................................................................................................86
8 Оглавление
Последняя цифра ........................................................................................................................87
Шифр Цезаря .................................................................................................................................89
Словарь терминов ......................................................................................................................92
Практикум ......................................................................................................................................93
6 Математика ..................................................................................................................................94
Двоичный код ...............................................................................................................................94
Побитовые операторы..............................................................................................................98
FizzBuzz .........................................................................................................................................102
Наибольший общий делитель ............................................................................................104
Алгоритм Евклида ....................................................................................................................107
Простые числа ...........................................................................................................................108
Словарь терминов ...................................................................................................................110
Практикум ...................................................................................................................................110
7 Вдохновение самоучки: Маргарет Гамильтон ...................................................111
II Структуры данных .......................................................................................................113
8 Что такое структуры данных .........................................................................................114
Словарь терминов ...................................................................................................................117
Практикум ...................................................................................................................................118
9 Массивы ......................................................................................................................................119
Производительность массива ............................................................................................121
Создание массива ....................................................................................................................123
Перемещение нулей ...............................................................................................................124
Объединение двух списков .................................................................................................127
Поиск дубликатов в списке .................................................................................................128
Поиск области пересечения двух списков ...................................................................130
Словарь терминов ...................................................................................................................132
Практикум ...................................................................................................................................133
Оглавление 9
10 Связные списки .....................................................................................................................134
Производительность связных списков ..........................................................................137
Создаем связные списки ......................................................................................................138
Поиск по связному списку ...................................................................................................141
Удаление узла из связного списка ...................................................................................142
Реверсия связного списка .............................................................................................143
Поиск цикла связного списка .............................................................................................144
Словарь терминов ...................................................................................................................145
Практикум ...................................................................................................................................146
11 Стеки .............................................................................................................................................147
Когда использовать стеки ....................................................................................................148
Создаем стек ...............................................................................................................................150
Использование стеков для реверсирования строк ................................................154
Минимальный стек ..................................................................................................................155
Помещенные в стек скобки .................................................................................................158
Словарь терминов ...................................................................................................................160
Практикум ...................................................................................................................................161
12 Очереди ......................................................................................................................................162
Когда использовать очереди ..............................................................................................163
Создаем очередь ......................................................................................................................165
Встроенный класс Queue .....................................................................................................170
Создаем очередь с помощью двух стеков ....................................................................171
Словарь терминов ...................................................................................................................172
Практикум ...................................................................................................................................173
13 Хеш-таблицы ............................................................................................................................174
Когда использовать хеш-таблицы ....................................................................................178
Символы в строке ....................................................................................................................179
Сумма двух ..................................................................................................................................181
Словарь терминов ...................................................................................................................183
Практикум ...................................................................................................................................183
10 Оглавление
14 Двоичные деревья ..............................................................................................................184
Когда использовать деревья ..............................................................................................188
Создаем двоичное дерево ...................................................................................................191
Обход дерева в ширину ........................................................................................................193
Другие обходы дерева ...........................................................................................................196
Инвертируем двоичное дерево ........................................................................................199
Словарь терминов ...................................................................................................................200
Практикум ...................................................................................................................................201
15 Двоичные кучи .......................................................................................................................202
Когда использовать кучи ......................................................................................................207
Создаем кучу ..............................................................................................................................208
Соединяем канаты с минимальными затратами .......................................................210
Словарь терминов ...................................................................................................................211
Практикум ...................................................................................................................................212
16 Графы ............................................................................................................................................213
Когда использовать графы ..................................................................................................218
Создаем граф .............................................................................................................................219
Алгоритм Дейкстры ................................................................................................................221
Словарь терминов ...................................................................................................................228
Практикум ...................................................................................................................................229
17 Вдохновение самоучки: Илон Маск .........................................................................230
18 Дальнейшие шаги ................................................................................................................233
Что дальше? ................................................................................................................................233
Карьера фрилансера ..............................................................................................................234
Как попасть на собеседование ..........................................................................................235
Как подготовиться к техническому интервью ............................................................235
Дополнительные источники ...............................................................................................236
Заключительные размышления ........................................................................................237
