最近幾十年來許多技術(shù)創(chuàng)新和成果都依賴于算法思想，這些成果廣泛應(yīng)用于科學(xué)、醫(yī)藥、生產(chǎn)、物流、交通、通信、娛樂等領(lǐng)域。高效的算法使得你的個人電腦得以運行新一代的游戲，這些復(fù)雜的游戲在幾年前可能都難以想象。更重要的是這些算法為一些重大科學(xué)突破提供了基礎(chǔ)。例如，人類基因組圖譜解碼得以實現(xiàn)與新算法的發(fā)明是分不開的，這些算法能將計算速度提高幾個數(shù)量級。
算法告訴計算機如何處理信息，如何執(zhí)行任務(wù)。算法組織數(shù)據(jù)，使得我們能有效地搜索。如果沒有聰明的算法，我們一定會迷失在互聯(lián)網(wǎng)這個巨大的數(shù)據(jù)叢林中。同樣，如果沒有天才的編碼和加密算法，我們也不可能在網(wǎng)絡(luò)上安全地通信。天氣預(yù)報與氣候變化分析也依靠高效模擬算法。工廠生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)有大量復(fù)雜的優(yōu)化問題，只有奇巧的算法能幫助我們解決。甚至當你利用GPS尋找附近的餐廳或咖啡館時，也要靠有效的最短路計算才能獲得滿意的結(jié)果。
并非像很多人認為的，只有計算機中才需要算法。在工業(yè)機器人、汽車、飛機以及幾乎所有家用電器中都包含許多微處理器，它們也都依賴算法才能發(fā)揮作用。例如，你的音樂播放器中使用聰明的壓縮算法，否則小小的播放器會因為存儲量不足而無法使用。現(xiàn)在的汽車和飛機中有成百上千的微處理器，算法能幫助控制引擎，減少能耗，降低污染。它們還能控制制動器和方向盤，提高穩(wěn)定性與安全性。不久的將來，微處理器可能完全替代人，實現(xiàn)汽車的全自動駕駛。目前的飛機已經(jīng)能做到在從起飛到降落的全過程中無須人工干預(yù)。
算法領(lǐng)域最大的進步都來自美好的思想，它指引我們更有效地解決計算問題。我們面對的問題絕不局限于狹義的算術(shù)計算，還有很多表面上不是那么“數(shù)學(xué)化”的問題。例如：
如何走出迷宮？
如何分割一張藏寶圖讓不同的人分別保存，但只有重新拼合才可能找到寶藏？
如何規(guī)劃路徑，用最小成本訪問多個地方？
這些問題極具挑戰(zhàn)，需要邏輯推理、幾何與組合想象力，還需要創(chuàng)造力才能解決。這些就是設(shè)計算法所需要的主要能力。
本書包括不同作者撰寫的41篇文章，用非技術(shù)化的語言介紹了一些最著名的算法思想。多數(shù)文章源自德語大學(xué)中發(fā)起的科普活動，初衷是讓高中生領(lǐng)會算法和計算機科學(xué)的奇妙與魅力。閱讀本書不需要任何關(guān)于算法和計算的預(yù)備知識。我們希望不僅學(xué)生，而且包括希望了解迷人的算法世界的成年人都能從本書中得到啟發(fā)與樂趣。