本书以人工智能发展为时代背景，通过实际案例应用描述算法，提供了较为详细的实战方案，以便深度学习。

本书内容从算法上分为数学、搜索、回溯、递归、排序、迭代、贪心、分治和动态规划等； 从数据结构上分为字符串、数组、指针、区间、队列、矩阵、堆栈、链表、哈希表、线段树、二叉树、二叉搜索树和图结构等。本书针对经典算法，结合相关的数据结构，将描述问题、问题示例、代码实现以及运行结果相结合，语言简洁，深入浅出，通俗易懂，不仅适合对Python编程有兴趣的科研人员，也适合作为高等院校的参考教材。

Python是国内外广泛使用的计算机程序设计语言，是高等院校相关专业重要的基础语言课程。由于Python语言功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、应用面广、目标程序效率高、可移植性好等许多特点，20世纪90年代以来，Python语言迅速在全世界普及推广。目前，Python仍然是全世界最优秀的程序设计语言之一。

本书是为适应当前教育教学改革的创新要求，更好地践行语言类课程，注重实践教学与创新能力培养的需要，组织编写的教材。本书融合了同类教材的优点，采取了创新方式，精选了300个趣味性、实用性强的应用实例，从不同难度、不同算法、不同类型和不同数据结构，将实际算法进行总结，希望对教育教学及工业界起到抛砖引玉的作用。

本书的主要内容和素材来自网络流行的各大互联网公司面试算法、LintCode、Leetcode、九章算法和作者所在学校近几年承担的科研项目成果。作者所指导的研究生，在研究过程中对学习和应用的算法进行了总结，通过人工智能科研项目的实施，同学们完成了整个科研项目，不仅学到了知识，提高了能力，而且为本书提供了第一手素材和相关资料。

本书从总到分、先思考后实践、算法描述与代码实现相结合，适合从事网络开发、机器学习和算法实现的专业技术人员阅读，既可以作为主要的技术参考书、大学信息与通信工程及相关领域的Python算法实现的本科生教材、程序员算法提高使用手册，也可以为人工智能算法分析、算法设计、算法实现提供帮助。

本书的编写得到了教育部电子信息类专业教学指导委员会、信息工程专业国家第一类、第二类特色专业建设项目、教育部CDIO工程教育模式研究与实践项目、教育部本科教学工程项目、信息工程专业北京市特色专业建设、北京市教育教学改革项目、北京邮电大学教育教学改革项目（2019TD01）的大力支持，在此表示感谢！

由于作者经验与水平有限，书中疏漏及不当之处在所难免，衷心地希望各位读者多提宝贵意见及具体的改进建议，以便作者进一步修改和完善。

李永华于北京邮电大学

2019年4月

例1完美平方

例2判断平方数

例3检测2的幂次

例4求平方根

例5x的n次幂

例6快速幂

例7四数乘积

例8将整数A转换为B

例9罗马数字转换为整数

例10整数转换为罗马数字

例11整数排序

例12整数替换

例13两个整数相除

例14整数加法

例15合并数字

例16数字判断

例17下一个稀疏数

例18滑动窗口的最大值

例19创建最大数

例20最接近的k个数

例21交错正负数

例22下一个更大的数

例23落单的数Ⅰ

例24落单的数Ⅱ

例25落单的数Ⅲ

例26落单的数Ⅳ

例27对称数

例28镜像数字

例29统计比给定整数小的数

例30统计前面比自己小的数

例31阶乘尾部零的个数

例32统计数字

例33删除数字

例34寻找丢失的数

例35丑数Ⅰ

例36丑数Ⅱ

例37超级丑数

例38两数之和Ⅰ

例39两数之和Ⅱ

例40两数之和Ⅲ

例41最接近的三数之和

例42三数之和为零

例43四数之和为定值

例44骰子求和

例45k数之和

例46二进制求和

例47各位相加

例48矩阵元素ZigZag返回

例49子矩阵和为零

例50搜索二维矩阵Ⅰ

例51搜索二维矩阵Ⅱ

例52矩阵归零

例53DNA重复问题

例54螺旋矩阵

例55矩阵走路问题

例56稀疏矩阵乘法

例57直方图中最大的矩形面积

例58最大矩形

例59排序矩阵中的从小到大第k个数

例60最大和子数组

例61两个不重叠子数组最大和

例62k个不重叠子数组最大和

例63两个不重叠的子数组最大差

例64两数组的交集Ⅰ

例65两数组的交集Ⅱ

例66乘积小于k的子数组

例67最小和子数组

例68连续子数组最大和

例69子数组之和为零

例70数组划分

例71数组中的kdiff对的数量

例72删除排序数组中的重复数字

例73和大于定值的最小长度子数组

例74最大平均值子数组

例75搜索旋转排序数组中的最小值Ⅰ

例76搜索旋转排序数组中的最小值Ⅱ

例77搜索旋转排序数组目标值Ⅰ

例78搜索旋转排序数组目标值Ⅱ

例79和最接近零的子数组

例80两个整数数组的最小差

例81数组中的相同数字

例82翻转数组

例83奇偶分割数组

例84判断字符串中的重复字符

例85最长无重复字符的子字符串

例86最长回文子字符串

例87将字符串转换为整数

例88字符串查找

例89子字符串的判断

例90翻转字符串中的单词

例91乱序字符串

例92比较字符串

例93攀爬字符串

例94交叉字符串

例95字符串解码

例96最小子字符串覆盖

例97连接两个字符串中的不同字符

例98字符串加法

例99字符串乘法

例100前k个偶数长度的回文数之和

例101分割回文串Ⅰ

例102分割回文串Ⅱ

例103回文排列Ⅰ

例104回文排列Ⅱ

例105回文链表

例106有效回文串

例107回文对

例108字模式

例109k组翻转链表

例110删除排序链表中的重复元素Ⅰ

例111删除排序链表中的重复元素Ⅱ

例112链表划分

例113翻转链表Ⅰ

例114翻转链表Ⅱ

例115旋转链表

例116两两交换链表中的节点

例117删除链表中的元素

例118重排链表

例119链表插入排序

例120合并k个排序链表

例121带环链表

例122带环链表转换

例123删除链表中倒数第n个节点

例124链表排序

例125加1链表

例126交换链表中的两个节点

例127线段树的修改

例128线段树的构造Ⅰ

例129线段树的构造Ⅱ

例130线段树查询Ⅰ

例131线段树查询Ⅱ

例132是否为子树

例133最小子树

例134具有最大平均数的子树

例135二叉搜索树中最接近的值

例136二叉搜索树中插入节点

例137二叉搜索树中删除节点

例138二叉搜索树转化成更大的树

例139二叉搜索树的搜索区间

例140二叉搜索树的中序后继

例141二叉搜索树两数之和

例142裁剪二叉搜索树

例143统计完全二叉树节点数

例144二叉搜索树迭代器

例145翻转二叉树

例146相同二叉树

例147前序遍历树和中序遍历树构造二叉树

例148二叉树的后序遍历

例149二叉树的所有路径

例150中序遍历树和后序遍历树构造二叉树

例151二叉树的序列化和反序列化

例152二叉树的层次遍历Ⅰ

例153二叉树的层次遍历Ⅱ

例154二叉树的锯齿形层次遍历

例155寻找二叉树叶子节点

例156平衡二叉树

例157二叉树中的最大路径和

例158验证二叉查找树

例159二叉树的最大深度

例160二叉树的前序遍历

例161二叉树的中序遍历

例162将排序列表转换成二叉搜索树

例163二叉树的最小深度

例164不同的二叉搜索树

例165将二叉树拆成链表

例166排序数组转为高度最小二叉搜索树

例167最近二叉搜索树值Ⅰ

例168最近二叉搜索树值Ⅱ

例169买卖股票的最佳时机Ⅰ

例170买卖股票的最佳时机Ⅱ

例171买卖股票的最佳时机Ⅲ

例172主元素Ⅰ

例173主元素Ⅱ

例174第k大元素

例175滑动窗口内唯一元素数量和

例176单词拆分Ⅰ

例177单词拆分Ⅱ

例178单词矩阵

例179单词搜索

例180单词接龙Ⅰ

例181单词接龙Ⅱ

例182包含所有单词连接的子串

例183最后一个单词的长度

例184电话号码的字母组合

例185会议室Ⅰ

例186会议室Ⅱ

例187区间最小数

例188搜索区间

例189无重叠区间

例190区间合并

例191区间求和Ⅰ

例192区间求和Ⅱ

例193是否为子序列

例194最长上升子序列

例195有效的括号序列

例196对称树

例197图是否为树

例198表达树的构造

例199表达式求值

例200逆波兰表达式求值

例201将表达式转换为逆波兰表达式

例202最长公共子序列

例203乘积最大子序列

例204最长上升连续子序列

例205序列重构

例206不同的子序列

例207跳跃游戏Ⅰ

例208跳跃游戏Ⅱ

例209翻转游戏

例210棒球游戏

例211中位数

例212滑动窗口的中位数

例213数据流中位数

例214两个排序数组的中位数

例215打劫房屋Ⅰ

例216打劫房屋Ⅱ

例217子集Ⅰ

例218子集Ⅱ

例219迷宫Ⅰ

例220迷宫Ⅱ

例221迷宫Ⅲ

例222迷宫Ⅳ

例223数字组合Ⅰ

例224数字组合Ⅱ

例225数字组合Ⅲ

例226摆动排序问题

例227多关键字排序

例228排颜色

例229颜色分类

例230简化路径

例231不同的路径Ⅰ

例232不同的路径Ⅱ

例233换硬币

例234硬币摆放

例235硬币排成线Ⅰ

例236硬币排成线Ⅱ

例237搜索插入位置

例238俄罗斯套娃信封

例239包裹黑色像素点的最小矩形

例240薪水调整

例241木材加工

例242判断数独是否合法

例243移除多余字符

例244三元式解析器

例245符号串生成器

例246用栈实现队列

例247用栈模拟汉诺塔问题

例248带最小值操作的栈

例249恢复旋转排序数组问题

例250移动零问题

例251丢失的间隔问题

例252三个数的最大乘积

例253用循环数组来实现队列

例254寻找数据错误

例255数据流中第一个独特数

例256数据流中第一个唯一的数字

例257二进制中有多少个1

例258找到映射序列

例259旋转图像

例260相反的顺序存储

例261太平洋和大西洋的水流

例262不同岛屿的个数

例263岛的周长问题

例264数字三角形

例265最大正方形

例266最大关联集合

例267合并k个排序间隔列表

例268合并账户

例269集合合并

例270快乐数判断

例271最多有多少个点在一条直线上

例272寻找峰值

例273电灯切换

例274第k个质数

例275最小调整代价

例276背包问题

例277爬楼梯

例278被围绕的区域

例279编辑距离

例280最大间距

例281堆化操作

例282外轮廓线

例283格雷编码

例284能否到达终点

例285恢复IP地址

例286斐波纳契数列

例287最长公共前缀

例288解码方法

例289吹气球

例290生成括号

例291正则表达式匹配

例292分割标签

例293装最多水的容器

例294接雨水

例295加油站

例296分糖果

例297建立邮局

例298寻找最便宜的航行旅途

例299UTF8编码检查

例300哈希函数

本书是中国产业发展研究院、中关村智能硬件产业联盟、中关村大数据产业联盟

联袂推荐用书！全书包含10万行源代码、300个经典案例，适合读者轻松入门Python。配套完整的源代码可到清华大学出版社网站本书页面下载。

李永华  现执教于北京邮电大学，拥有超过10年的嵌入式开发经验，致力于物联网和智能硬件的研究开发工作。在教学中以兴趣为导向，激发学生的创造性；以素质为基础，提高自身教学水平；以科研为手段，促进教学理念转变。通过信息工程专业综合改革，探索了以“学生学为中心”的教学模式，营造生动活泼的学习方法，提高学生独立思考问题、发现问题、解决问题的能力，激发学生的创造激情。在研发及教学实践中指导学生实现200余个创新案例，并指导着一支物联网开发团队，曾在物联网、开源硬件等技术领域进行了多场学术报告，并且出版了《AllJoyn技术原理及物联网程序开发指南》《Arduino实战指南——游戏开发、智能硬件、人机交互、智能家居与物联网设计30例》《Arduino软硬件协同设计实战指南》等多部物联网技术方面的著作。