計算機是一種現(xiàn)代化的信息處理工具，它對信息進行處理并提供所需結(jié)果，其結(jié)果取決于所接受的信息及相應(yīng)的處理算法。算法是以計算機能夠理解的語言描述的解題過程。當算法作用于所求解問題的給定輸入集或作用于問題自身的描述上，將產(chǎn)生唯一確定的有限動作序列。此序列或終止于給定問題的解，或終止于對此輸入信息無解。對于給定的問題，基于對其的深刻理解，可設(shè)計出解答該問題的一個算法。在這個意義上，設(shè)計算法是將有關(guān)問題的知識，轉(zhuǎn)化為解決問題的智慧。知識誠可貴，智慧價更高。設(shè)計算法就是揭示所研究問題的基本特征，以尋求其解答策略的過程，這是一項艱苦的創(chuàng)造性工作。
　　對于給定的問題，有可能設(shè)計出多個算法，但不同的算法質(zhì)量會不一樣。衡量算法質(zhì)量的主要因素是算法執(zhí)行所耗費的時間和所需存儲空間，以及算法適用范圍等。對算法質(zhì)量的分析研究稱為算法分析。算法設(shè)計和算法分析是計算機科學(xué)的核心基礎(chǔ)。國內(nèi)外大學(xué)的計算機專業(yè)中，都將“算法設(shè)計與分析”作為專業(yè)基礎(chǔ)課。
　　近半個世紀以來，算法研究始終是計算機科學(xué)的一個研究熱點。以E.W.Dijkstra、S.A.Cook、R.M.Karp、J.H.Hopcroft及R.E.Tarjan等為代表的一批計算機科學(xué)家，以創(chuàng)造性工作推動著算法研究不斷深入發(fā)展。在研究過程中，算法理論研究與軟件技術(shù)研究之間產(chǎn)生了鴻溝，使得算法研究缺乏足夠的實驗支持，而實驗工作又沒有充分的理論分析。這種現(xiàn)狀引起了人們的憂慮。在1996年的ACM計算理論學(xué)術(shù)年會（STOC‘96）上，一些計算機科學(xué)家提出“算法工程”的概念，強調(diào)研究算法實現(xiàn)技術(shù)的重要性，呼吁算法研究者應(yīng)重視理論與實踐的結(jié)合，將算法設(shè)計、分析、實現(xiàn)、測試及改進等過程一體化、工程化。這種研究思路越來越受到人們的關(guān)注，促使算法研究健康發(fā)展。
　　本書原稿寫于20世紀80年代中期、筆者在山東大學(xué)為計算機專業(yè)研究生講授“算法設(shè)計與分析”課程期間，先后幾經(jīng)修改，于1992年定稿并由山東大學(xué)出版社正式出版。此后一直使用本書作為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)位課教材，由筆者和朱大銘教授共同為研究生講授，效果尚好。經(jīng)過20多年的研究沉淀，算法設(shè)計與分析雖然沒有太多變遷，但其研究內(nèi)容更加豐富和成熟。這期間我們始終堅持在這個研究方向上從事教學(xué)和科研工作，連續(xù)主持了10多項國家自然科學(xué)基金課題，培養(yǎng)了一批博士、碩士研究生。為適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，經(jīng)過反復(fù)醞釀，決定由朱大銘教授執(zhí)筆，重新修改編著這本書，增加近10年來的研究成果，使之能反映21世紀以來算法設(shè)計與分析的研究現(xiàn)狀�？梢哉f，本書是山東大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院兩代人堅持不懈、刻苦努力完成的。在本書寫作過程中，得到朱洪教授的指導(dǎo)和幫助，在此表示感謝。
　　本書主要面向計算機相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生。全書共分8章，其中：第1、2章討論算法分析技術(shù)和算法設(shè)計技術(shù)；第3、4、5、6章論述NP-完全性理論，特別強調(diào)多項式變換和多項式圖靈歸約的方法及應(yīng)用；第7章論述NP-難解問題近似算法的基本概念和設(shè)計NP-難解問題近似算法的基本方法；第8章討論近似算法設(shè)計的基本理論與技術(shù)。
　　算法研究是一項富有挑戰(zhàn)性的工作，對提高計算機學(xué)科的研究水平極為重要，希望能有更多的有識之士投身這項工作。由于我們學(xué)術(shù)水平有限，本書內(nèi)容必有疏漏、欠妥、謬誤之處，敬請讀者指正。