形式化框架下置换和查找类算法的组装生成 9787030522139

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《形式化框架下置换和查找类算法的组装生成》以前期研究形成的支持程序开发全过程的形式化方法PAR为基础,选取排序类和查找类算法作为研究的突破口,开展了形式化方法制导下的算法程序自动化的研究。PAR为算法程序自动化提供了有力支持,它由自定义泛型算法设计语言Radl及相关规约转换规则库、泛型抽象程序设计语言Apla、系统的算法和程序设计方法学及新型顺序软件开发平台组成。

作者简介

石海鹤,女,博士,江西师范大学教授,硕士研究生导师,国家示范型“网络化支撑软件国际科技合作基地”的学科方向带头人。主要从事软件的构造和演化、软件形式化方法、生物计算等方面的研究。近年来,主持国家自然科学基金课题2项、省级课题6项,获江西省高等院校优秀科技成果三等奖1项。在国际国内重要学术刊物和国际学术会议上发表学术论文30余篇,出版学术著作1部,其中论文SCI/EI检索20余篇。作为访问学者先后赴美国南伊利诺伊大学(Southern Illinois University)、新加坡国立大学(National University of Singapore)、英国密德萨斯大学(Middlesex University London)进行合作研究。

目录

前言
第1章引言
1.1研究背景
1.2研究目标和内容
1.3本书组织结构
第2章算法程序自动化方法概述
2.1基于演绎推理的方法
2.2程序变换方法
2.2.1横向变换
2.2.2纵向变换
2.2.3广义纵向变换
2.3基于归纳推理的方法
2.4基于机器学习和进化的方法
2.5模型驱动软件开发方法
2.6生成式程序设计方法
2.7分析与小结
第3章PAR方法
3.1循环不变式新定义和新开发策略
3.2语言
3.2.1Radl规约及其变换规则
3.2.2Radl算法表示法
3.3算法程序开发方法
3.4分析与小结
第4章基于PAR的算法形式化开发
4.1自动问题分划
4.2启发式规约变换
4.3一个实例
4.4小结
第5章置换和查找类算法生成模型
5.1置换问题的代数性质
5.2领域分析
5.3领域设计
5.4排序算法类构件实现
5.4.1类型构件SortingList
5.4.2类型构件Heap
5.4.3算法构件DBPSort
5.4.4算法构件UBPSort
5.4.5算法构件HSort
5.5查找算法类构件实现
5.5.1类型构件SearchingList
5.5.2类型构件Hash
5.5.3算法构件UnorderSearch
5.5.4算法构件OrderSearch
5.6小结
第6章置换算法程序生成
6.1荷兰国旗问题
6.1.1平衡分划求解
6.1.2非平衡分划求解
6.1.3算法分析和扩展
6.2基于DBP分划的排序算法
6.2.1归并排序
6.2.2插入排序
6.2.3二分插入排序
6.2.4其他排序算法
6.3基于UBP分划的排序算法
6.3.1快速排序
6.3.2选择排序
6.3.3冒泡排序
6.3.4堆排序
6.4其他类排序算法
6.4.1H—增量排序
6.4.2双向选择排序
6.5系统支持
6.6小结
第7章查找算法程序生成
7.1无序查找
7.1.1递归查找
7.1.2线性查找
7.1.3散列表查找
7.1.4其他查找算法
7.2有序查找
7.2.1有序线性查找
7.2.2二分查找
7.2.3二叉树查找
7.2.4其他查找算法
7.3系统支持
7.4小结
第8章总结与讨论
8.1相关工作比较
8.2主要内容和贡献
8.3进一步的工作
参考文献
附录Radl规约文法

文摘

版权页:

插图:

在算法程序生成系统方面,现有的研究系统通过构建一个问题求解策略的知识库来进行算法设计,没有一种统一的算法设计策略,这使得不管是机器还是使用者来确定求解策略,都存在一个难于选择的问题。此外,由于缺乏算法设计的指导机制,不能提供支持程序开发整个过程的方法和辅助工具,也导致算法程序自动化程度的下降。我们还可看到,传统的用于开发正确程序的大部分工具总是支持函数式或逻辑式的程序设计模式,但在实践中,大多数程序都使用过程式语言编写。到目前为止,没有一个工具或系统真正支持从形式化功能规约生成过程式算法程序。
PAR方法是一种统一的形式化开发高效算法程序的方法,我们以其为基础研究算法自动化问题,解决了现有研究中使用者或系统难于选择算法设计方法的问题,将程序开发的算法设计和程序实现这两个基本方面统一在PAR框架之下。通过对比较多的典型算法的形式化推导,寻找开发有效求解算法的特征及规律并尽可能提炼归纳成了切实可行的法则、策略和技术,在其指导下可由Radl规约(部分)自动地开发出Radl算法,并具备发现新算法的能力,通过联合PAR平台,可以支持整个过程式算法程序的开发过程,力求将算法设计中尽可能多的创造性劳动转变成非创造性劳动。
ISBN9787030522139
出版社科学出版社
作者石海鹤
尺寸5