本書(shū)力圖研究當(dāng)今最重要的計(jì)算機(jī)算法并將一些最基礎(chǔ)的技能傳授給廣大求知者。它適合用做計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)階教材，面向已經(jīng)熟悉了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并掌握了基本編程技能的學(xué)生。本書(shū)也可用于自學(xué)，或是作為開(kāi)發(fā)人員的參考手冊(cè)，因?yàn)闀?shū)中實(shí)現(xiàn)了許多實(shí)用算法并詳盡分析了它們的性能特點(diǎn)和用途。這本書(shū)取材廣泛，很適合作為該領(lǐng)域的入門(mén)教材。
     算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)是所有計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)計(jì)劃的基礎(chǔ)，但它并不只是對(duì)程序員和計(jì)算機(jī)系的學(xué)生有用。任何計(jì)算機(jī)使用者都希望計(jì)算機(jī)能運(yùn)行得更快一些或是能解決更大規(guī)模的問(wèn)題。本書(shū)中的算法代表了近50年來(lái)的大量?jī)?yōu)秀研究成果，是人們工作中必備的知識(shí)。從物理中的N體模擬問(wèn)題到分子生物學(xué)中的基因序列問(wèn)題，我們描述的基本方法對(duì)科學(xué)研究而言已經(jīng)必不可少；從建筑建模系統(tǒng)到模擬飛行器，這些算法已經(jīng)成為工程領(lǐng)域極其重要的工具；從數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎，算法已成為現(xiàn)代軟件系統(tǒng)中不可或缺的一部分。這僅是幾個(gè)例子而已，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)張，這些基礎(chǔ)方法的影響也會(huì)不斷擴(kuò)大。
     在開(kāi)始學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)算法之前，我們先要熟悉全書(shū)中都將會(huì)用到的棧、隊(duì)列等低級(jí)抽象的數(shù)據(jù)類(lèi)型。然后依次研究排序、搜索、圖和字符串方面的基礎(chǔ)算法。最后一章將會(huì)從宏觀角度總結(jié)全書(shū)的內(nèi)容。
     獨(dú)特之處
     本書(shū)致力于研究有實(shí)用價(jià)值的算法。書(shū)中講解了多種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并提供了大量相關(guān)的信息，讀者應(yīng)該能有信心在各種計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)、調(diào)試并應(yīng)用它們。本書(shū)的特點(diǎn)涉及以下幾個(gè)方面。算法　書(shū)中均有算法的完整實(shí)現(xiàn)，并討論了程序在多個(gè)樣例上的運(yùn)行狀況。書(shū)中的代碼都是可以運(yùn)行的程序而非偽代碼，因此非常便于投入使用。書(shū)中程序是用Java語(yǔ)言編寫(xiě)的，但其編程風(fēng)格方便讀者使用其他現(xiàn)代編程語(yǔ)言重用其中的大部分代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)相同算法。
     數(shù)據(jù)類(lèi)型
     我們?cè)跀?shù)據(jù)抽象上采用了現(xiàn)代編程風(fēng)格，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法封裝在了一起。
     應(yīng)用
     每一章都會(huì)給出所述算法起到關(guān)鍵作用的應(yīng)用場(chǎng)景。這些場(chǎng)景多種多樣，包括物理模擬與分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)工程學(xué)，以及我們熟悉的數(shù)據(jù)壓縮和網(wǎng)絡(luò)搜索等。
     學(xué)術(shù)性
     我們非常重視使用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述算法的性能。我們用模型預(yù)測(cè)算法的性能，然后在真實(shí)的環(huán)境中運(yùn)行程序來(lái)驗(yàn)證預(yù)測(cè)。
     廣度
     本書(shū)討論了基本的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型、排序算法、搜索算法、圖及字符串處理。我們?cè)谒惴ǖ挠懻撝醒芯繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)范式、歸納法和解題模型。這將涵蓋20世紀(jì)60年代以來(lái)的經(jīng)典方法以及近年來(lái)產(chǎn)生的新方法。
     我們的主要目標(biāo)是將今天最重要的實(shí)用算法介紹給盡可能廣泛的群體。這些算法一般都十分巧妙奇特，20行左右的代碼就足以表達(dá)。它們展現(xiàn)出的問(wèn)題解決能力令人嘆為觀止。沒(méi)有它們，創(chuàng)造計(jì)算智能、解決科學(xué)問(wèn)題、開(kāi)發(fā)商業(yè)軟件都是不可能的。
     本書(shū)網(wǎng)站
     本書(shū)的一個(gè)亮點(diǎn)是它的配套網(wǎng)站algs4.cs.princeton.edu。這一網(wǎng)站面向教師、學(xué)生和專(zhuān)業(yè)人士，免費(fèi)提供關(guān)于算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的豐富資料。
     一份在線大綱　包含了本書(shū)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)并提供了鏈接，瀏覽起來(lái)十分方便。
     全部實(shí)現(xiàn)代碼　書(shū)中所有的代碼均可以在這里找到，且其形式適合用于程序開(kāi)發(fā)。此外，還包括算法的其他實(shí)現(xiàn)，例如高級(jí)的實(shí)現(xiàn)、書(shū)中提及的改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)、部分習(xí)題的答案以及多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的客戶(hù)端代碼。我們的重點(diǎn)是用真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境來(lái)測(cè)試算法。
     習(xí)題與答案　網(wǎng)站還提供了一些附加的選擇題（只需要一次單擊便可獲取答案）、很多算法應(yīng)用的例子、編程練習(xí)和答案以及一些有挑戰(zhàn)性的難題。
     動(dòng)態(tài)可視化　書(shū)是死的，但網(wǎng)站是活的，在這里我們充分利用圖形類(lèi)演示了算法的應(yīng)用效果。課程資料　網(wǎng)站包含和本書(shū)及網(wǎng)上內(nèi)容對(duì)應(yīng)的一整套幻燈片，以及一系列編程作業(yè)、核對(duì)表、測(cè)試數(shù)據(jù)和備課手冊(cè)。
     相關(guān)資料鏈接　網(wǎng)站包含大量的鏈接，提供算法應(yīng)用的更多背景知識(shí)以及學(xué)習(xí)算法的其他資源。我們希望這個(gè)站點(diǎn)和本書(shū)互為補(bǔ)充。一般來(lái)說(shuō)，建議讀者在第一次學(xué)習(xí)某種算法或是希望獲得整體概念時(shí)看書(shū)，并把網(wǎng)站作為編程時(shí)的參考或是在線查找更多信息的起點(diǎn)。
     作為教材
     本書(shū)為計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)進(jìn)階的教材，涵蓋了這門(mén)學(xué)科的核心內(nèi)容，并能讓學(xué)生充分鍛煉編程、定量推理和解決問(wèn)題等方面的能力。一般來(lái)說(shuō)，此前學(xué)過(guò)一門(mén)計(jì)算機(jī)方面的先導(dǎo)課程就足矣，只要熟悉一門(mén)現(xiàn)代編程語(yǔ)言并熟知現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，就都能夠閱讀本書(shū)。
     雖然本書(shū)使用Java實(shí)現(xiàn)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但其代碼風(fēng)格使得熟悉其他現(xiàn)代編程語(yǔ)言的人也能看懂。我們充分利用了Java的抽象性（包括泛型），但不會(huì)依賴(lài)這門(mén)語(yǔ)言的獨(dú)門(mén)特性。書(shū)中涉及的多數(shù)數(shù)學(xué)知識(shí)都有完整的講解（少數(shù)會(huì)有延伸閱讀），因此閱讀本書(shū)并不需要準(zhǔn)備太多數(shù)學(xué)知識(shí)，不過(guò)有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)當(dāng)然更好。應(yīng)用場(chǎng)景都來(lái)自其他學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容，同樣也在書(shū)中有完整介紹。
     本書(shū)涉及的內(nèi)容是任何準(zhǔn)備主修計(jì)算機(jī)科學(xué)、電氣工程、運(yùn)籌學(xué)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)了解的基礎(chǔ)知識(shí)，并且對(duì)所有對(duì)科學(xué)、數(shù)學(xué)或工程學(xué)感興趣的學(xué)生也十分有價(jià)值。
     背景介紹
     這本書(shū)意在接續(xù)我們的一本基礎(chǔ)教材《Java程序設(shè)計(jì)：一種跨學(xué)科的方法》，那本書(shū)對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域做了概括性介紹。這兩本書(shū)合起來(lái)可用做兩到三個(gè)學(xué)期的計(jì)算機(jī)科學(xué)入門(mén)課程教材，為所有學(xué)生在自然科學(xué)、工程學(xué)和社會(huì)科學(xué)中解決計(jì)算問(wèn)題提供必備的基礎(chǔ)知識(shí)。
     本書(shū)大部分內(nèi)容來(lái)自Sedgewick的算法系列圖書(shū)。本質(zhì)上，本書(shū)和該系列的第1版和第2版最接近，但還包含了作者多年教學(xué)和學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)。Sedgewick的《C算法（第3版）》、《C++算法（第3版）》、《Java算法（第3版）》更適合用做參考書(shū)或是高級(jí)課程的教材，而本書(shū)則是專(zhuān)門(mén)為大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)的一學(xué)期教材，也是最新的基礎(chǔ)入門(mén)書(shū)或從業(yè)者的參考書(shū)。
     致謝
     本書(shū)的編寫(xiě)花了近40年時(shí)間，因此想要一一列出所有參與人是不可能的。本書(shū)的前幾版一共列出了好幾十人，其中包括（按字母順序）Andrew Appel、Trina Avery、Marc Brown、Lyn Dupré、PhilippeFlajolet、Tom Freeman、Dave Hanson、Janet Incerpi、Mike Schidlowsky、Steve Summit和Chris VanWyk。我要感謝他們所有人，盡管其中有些人的貢獻(xiàn)要追溯到幾十年前。至于第4版，我們要感謝試用了本書(shū)樣稿的普林斯頓及其他院校的數(shù)百名學(xué)生，以及通過(guò)本書(shū)網(wǎng)站發(fā)表意見(jiàn)和指出錯(cuò)誤的世界各地的讀者。
     我們還要感謝普林斯頓大學(xué)對(duì)于高質(zhì)量教學(xué)的堅(jiān)定支持，這是本書(shū)得以面世的基礎(chǔ)。Peter Gordon幾乎從本書(shū)寫(xiě)作之初就提出了很多有用的建議，這一版奉行的“歸本溯源”的指導(dǎo)思想也是他最早提出的。關(guān)于第4版，我們要感謝Barbara Wood認(rèn)真又專(zhuān)業(yè)的編輯工作，Julie Nahil對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的管理，以及Pearson出版公司中為本書(shū)的付梓和營(yíng)銷(xiāo)辛勤工作的朋友。所有人都在積極地追趕進(jìn)度，而本書(shū)的質(zhì)量并沒(méi)有受到絲毫影響。