Zanurz się w algorytmach. Przygoda dla początkujących odkrywców Pythona Wrocław

Bez znajomości algorytmów nie można się nauczyć programowania. Algorytmy są też przydatne w pracy naukowców i inżynierów. Właściwie każdy z nas codziennie z nich korzysta: gotując, wypełniając urzędowe formularze czy przeprowadzając mniej lub bardziej złożone procedury. Co więcej, ludzki organizm również wykonuje skomplikowane działania bez udziału świadomości, ale zgodnie z ukrytymi algorytmami. Łatwo się przekonać, że dzięki umiejętności zastosowania odpowiedniego algorytmu albo nawet zaprojektowania nowego można rozwiązać bardzo złożone problemy. Ta książka jest praktycznym wprowadzeniem do algorytmów i ich implementacji w Pythonie. Omówiono w niej wiele najciekawszych algorytmów służących do przeszukiwania, sortowania i optymalizacji. Zaprezentowano także te bazujące na... ludzkiej podświadomości. Nie zabrakło dość zaawansowanych tematów, takich jak algorytmy służące do uczenia maszynowego, przetwarzania języka naturalnego i wdrażania technik sztucznej inteligencji. Omówiono też algorytmy znane od starożytności, służące do mnożenia liczb, obliczania największego wspólnego dzielnika czy generowania kwadratów magicznych. Pokazano ponadto, w jaki sposób zaimplementować poszczególne algorytmy w Pythonie, aby uzyskać możliwie najwyższą wydajność kodu. Dzięki książce dowiesz się, jak: generować i wykorzystywać diagramy Woronoja wykorzystywać algorytmy podczas pisania chatbota stosować algorytm wyżarzania do optymalizacji globalnej tworzyć drzewa decyzyjne projektować algorytmy przydatne w pisaniu programów mierzyć wydajność i prędkość działania algorytmów Zanurz się w algorytmach: łagodnie i z zaciekawieniem! Spis treści: O autorze O korektorze merytorycznym Podziękowania Wstęp Dla kogo jest ta książka? Co znajdziesz w tej książce Konfigurowanie środowiska Instalacja Pythona w systemie Windows Instalacja Pythona w systemie macOS Instalacja Pythona w systemie Linux Instalacja bibliotek firm trzecich Podsumowanie 1. Rozwiązywanie problemów z użyciem algorytmów Podejście analityczne Model Galileusza Metoda rozwiązywania równań z jedną niewiadomą Wewnętrzny fizyk Podejście algorytmiczne Myślenie za pomocą karku Zastosowanie algorytmu Chapmana Rozwiązywanie problemów z użyciem algorytmów Podsumowanie 2. Algorytmy na przestrzeni wieków Mnożenie rosyjskich chłopów Ręczne obliczanie algorytmu mnożenia rosyjskich chłopów Implementacja algorytmu mnożenia rosyjskich chłopów z użyciem Pythona Algorytm Euklidesa Ręczne obliczanie algorytmu Euklidesa Implementacja algorytmu Euklidesa z użyciem Pythona Japońskie kwadraty magiczne Implementacja kwadratu Lo Shu z użyciem Pythona Implementacja algorytmu Kurushimy z użyciem Pythona Podsumowanie 3. Znajdowanie maksimum i minimum Ustalanie stóp podatkowych Kroki we właściwym kierunku Zmiana pojedynczych kroków na algorytm Zastrzeżenia do metody bazującej na gradiencie Problem ekstremum lokalnego Edukacja i zarobki z całego życia Wspinanie się na wzgórza edukacji - właściwe podejście Od znajdowania maksimum do znajdowania minimum Optymalizacja w ujęciu ogólnym Kiedy nie używać algorytmów Podsumowanie 4. Sortowanie i wyszukiwanie Sortowanie przez wstawianie Sortowanie przez wstawianie - wstawianie Sortowanie przez wstawianie - sortowanie Mierzenie wydajności algorytmu Dlaczego dbamy o wydajność? Precyzyjny pomiar czasu Zliczanie kroków Porównywanie z dobrze znanymi funkcjami Jeszcze więcej precyzji Notacja dużego O Sortowanie przez scalanie Scalanie Od scalania do sortowania Sortowanie przez spanie Od sortowania do wyszukiwania Wyszukiwanie binarne Zastosowania wyszukiwania binarnego Podsumowanie 5. Czysta matematyka Ułamki łańcuchowe Jak wyrazić liczbę fiWięcej o ułamkach łańcuchowych Algorytm generowania ułamka łańcuchowego Od ułamków dziesiętnych do ułamków łańcuchowych Od ułamków do pierwiastków Pierwiastki kwadratowe Metoda babilońska Pierwiastki kwadratowe w Pythonie Generatory liczb losowych Umożliwienie losowości Liniowe generatory kongruentne Ocena generatora liczb pseudolosowych Testy Diehard do oceny losowości w sekwencji wyjściowej generatora Rejestr przesuwający z liniowym sprzężeniem zwrotnym Podsumowanie 6. Zaawansowana optymalizacja Życie komiwojażera Sformułowanie problemu Mózg kontra mięśnie Algorytm najbliższego sąsiada Implementacja algorytmu najbliższego sąsiada Poszukiwanie dalszych ulepszeń Algorytmy zachłanne Funkcja temperatury Symulowane wyżarzanie Strojenie naszego algorytmu Unikanie zbyt dużego pogarszania Umożliwienie powrotu do wcześniejszego rozwiązania Testowanie wydajności Podsumowanie 7. Geometria Problem dyrektora poczty Trójkąty Podstawy Środek trójkąta Zwiększenie naszych możliwości rysowania Triangulacja Delone Inkrementacyjne generowanie triangulacji Delone Implementacja triangulacji Delone Od Delone do Woronoja Podsumowanie 8. Analiza języka Dlaczego algorytmy przetwarzające język są skomplikowane Dodawanie spacji Definiowanie listy słów i wyszukiwanie słów Radzenie sobie ze słowami złożonymi Poszukiwanie potencjalnych słów pomiędzy następującymi po sobie spacjami Wykorzystanie korpusu do sprawdzania poprawności słów Odszukiwanie pierwszej i drugiej części potencjalnego słowa Dokańczanie fraz Tokenizacja i tworzenie n-gramówNasza strategia Znajdowanie potencjalnych n+1-gramówWybieranie frazy na podstawie częstości występowania Podsumowanie 9. Uczenie maszynowe Drzewa decyzyjne Tworzenie drzewa decyzyjnego Pobranie zbioru danych Przeglądanie zbioru danych Dzielenie zbioru danych Sprytne dzielenie Wybieranie zmiennych do dzielenia Zwiększanie głębokości Ocena jakości drzewa decyzyjnego Problem nadmiernego dopasowania Ulepszenia i udoskonalenia Losowy las decyzyjny Podsumowanie 10. Sztuczna inteligencja Gra w kreski Rysowanie planszy Zapis rozgrywki Podliczanie punktów Drzewa gry i sposób na wygraną Tworzenie drzewa gry Wygrywanie gry Dodawanie ulepszeń Podsumowanie 11. Ruszamy w dal Odkrywanie dalszych możliwości algorytmów Tworzenie chatbota Zamiana słów na wektory liczbowe Podobieństwo wektorów Zwiększanie wydajności i prędkości działania Algorytmy dla ambitnych Rozwiązywanie największych tajemnic Skorowidz O autorze: Dr Bradford Tuckfield jest analitykiem danych, konsultantem i autorem książek. Publikował artykuły z zakresu matematyki, zarządzania i medycyny w wielu renomowanych czasopismach. Kieruje założoną przez siebie firmą konsultingową Kmbara. Zajmował się też kulturą i polityką publiczną.