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出版者:机械工业出版社

作者:姚智慧

出品人:

页数:152

译者:

出版时间:1999-08

价格:18.00

装帧:平装

isbn号码:9787111073697

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

深入探索数据结构的奥秘：C++高级算法与高效实现图书简介本书旨在为那些已经掌握C++基础语法，并渴望深入理解现代编程语言底层机制和高级算法的读者提供一份详尽、实用的指南。我们聚焦于如何利用C++的强大功能，构建出既优雅又具备卓越性能的数据结构与核心算法。这不是一本侧重于特定应用领域（如数据库编程或图形界面设计）的教程，而是完全致力于计算机科学核心理论在工程实践中的落地。全书内容围绕“效率与抽象”两大主线展开，通过严谨的数学分析和大量的C++代码实例，带领读者从零开始构建和优化各种复杂的数据组织形式。 --- 第一部分：C++现代特性与性能基石（Foundation & Performance）本部分是理解后续高级主题的必要准备，重点在于如何利用C++17/20标准提供的特性，编写出更安全、更高效的代码。第一章：内存模型、并发与资源管理深入内存层次结构与缓存优化：详细剖析现代CPU缓存（L1/L2/L3）的工作原理，讲解局部性原理（时间与空间），并展示如何通过调整数据布局（如结构体对齐、数组与链表的选择）来最大化缓存命中率，实现“零成本抽象”下的极致性能。 RAII的深度应用与陷阱：超越简单的智能指针，探讨自定义资源句柄（如文件描述符、网络Socket）的RAII封装，重点解析移动语义（Move Semantics）在资源转移中的关键作用，以及浅拷贝与深拷贝在复杂对象生命周期管理中的微妙平衡。 C++并发编程模型：深入讲解`std::thread`、`std::mutex`、`std::condition_variable`及原子操作（`std::atomic`）。本书侧重于无锁（Lock-Free）数据结构设计的理论基础，介绍ABA问题及其规避策略，为后续章节设计高性能并发容器打下理论基础。第二章：模板元编程与类型系统的高级运用 SFINAE与类型特征（Type Traits）：系统性地介绍`std::enable_if`、`decltype`和函数模板重载决议规则。通过构建自定义的类型特征（如判断T是否为指针、是否可拷贝），实现编译期多态和类型安全的函数分发。常量表达式（constexpr）的威力：讲解如何将复杂的计算（如斐波那契数列、特定进制转换）转移至编译期，极大地减少运行时开销。重点分析`constexpr`函数在构造复杂编译期数据结构（如编译期哈希表）中的应用。概念（Concepts）在库设计中的应用：结合C++20标准，展示如何使用Concepts清晰地约束模板参数，替代冗长晦涩的SFINAE错误信息，从而设计出更易读、更健壮的泛型算法库。 --- 第二部分：核心数据结构的高效实现（Core Data Structures Implementation）本部分将读者从标准库的使用者提升为结构的设计者，要求读者亲手实现那些保证性能的关键数据结构。第三章：线性与非线性序列容器的优化实现动态数组（Vector）的底层逻辑：详细剖析`std::vector`的内存分配策略、容量管理（`reallocate`过程）、元素构造与析构的精确控制。实现自定义的资源感知型向量。链表与双向链表：重点分析节点内存的碎片化问题，并引入“节点池（Node Pool）”技术，以解决动态分配和释放带来的性能损耗，尤其适用于频繁插入删除的场景。跳跃表（Skip List）的概率模型与实现：跳跃表作为一种平均时间复杂度与平衡树相当，但实现复杂度远低于平衡树的结构，将进行详尽的概率分析，并给出线程安全版本的实现思路。第四章：树形结构：平衡、遍历与持久化红黑树（Red-Black Tree）与AVL树的精细操作：深入剖析旋转（Rotation）操作的数学基础和边界情况。重点在于如何将这些平衡操作集成到插入和删除流程中，并分析其与B/B+树在特定应用场景下的优劣。 B树与B+树的磁盘I/O优化：本章从外部存储的角度审视树结构。详细阐述B树结构如何最小化磁盘寻道次数，对比B树和B+树在范围查询与精确查找中的性能差异，并讨论多路平衡树（如2-3-4树）的逻辑映射。 Trie（前缀树）的高效变体：介绍Patricia Trie（Radix Tree）和压缩Trie，用于优化字符串索引和IP路由表查找，重点讨论如何使用位操作（Bit Manipulation）加速遍历。 --- 第三部分：高级搜索、映射与图论算法的工程实践（Advanced Algorithms & Graphs）本部分关注解决复杂问题的核心算法，并强调如何针对特定硬件架构进行定制化优化。第五章：哈希表的演变与查找性能的极限探索理想哈希函数的设计原则：探讨如何构造具备优秀雪崩效应和低碰撞率的哈希函数，涵盖Fowler-Noll-Vo (FNV)、MurmurHash的原理与C++实现。开放寻址法与链式法的高性能对比：对比`std::unordered_map`的默认实现（通常是链式法）与Robin Hood Hashing等先进的开放寻址技术。分析集群效应（Clustering）对性能的影响，并展示如何通过数据结构布局优化（如SEEK/SWAR技术）来加速查找。布隆过滤器（Bloom Filter）与Cuckoo Hashing：介绍如何在内存受限或需要极高查询速度时，使用概率性数据结构进行成员测试，以及Cuckoo Hashing（布谷鸟哈希）如何保证$O(1)$的最坏情况查找时间。第六章：图算法的并行化与最短路径优化图的邻接表示法优化：比较邻接矩阵、邻接表和压缩稀疏行（CSR）格式，并说明CSR格式在高性能图计算库（如GraphBLAS）中的核心地位。 Dijkstra与A算法的优先级队列选择：深入分析标准二叉堆（Binary Heap）在Dijkstra算法中的瓶颈。引入斐波那契堆（Fibonacci Heap）的理论优势与工程局限，并重点实现二项堆或配对堆，以期在实际应用中获得更优的性能常数。最小生成树（MST）的并行实现：介绍Kruskal和Prim算法的并行化策略，侧重于如何使用Disjoint Set Union (DSU)结构的高效路径压缩和按秩合并，并探讨利用OpenMP或CUDA进行并行加速的初步思路。 --- 总结与展望本书的读者群体是面向未来的系统级程序员、需要优化核心库的开发者，以及希望全面掌握计算机科学底层原理的研究人员。内容设计确保了理论的深度与工程的可行性，所有代码均使用现代C++编写，并严格遵循性能调优的指导原则。通过本书的学习，读者将不再满足于使用标准库，而是有能力根据具体场景，设计出性能超越通用实现的定制化、高性能数据结构和算法。本书不涉及数据库的特定查询语言、界面设计或文件系统的应用层封装，其核心在于算法本身的数学严谨性、C++语言特性的精确利用，以及对机器底层架构的深刻洞察。

作者简介

目录信息

目录
序言
前言
第1章数据库入门
1.1数据库的概念
1.1.1数据信息
1.1.2数据处理及其发展过程
1.2数据库系统简介
1.2.1数据库
1.2.2数据库管理系统
1.3数据库数据模型
1.3.1层次模型
1.3.2网状模型
1.3.3关系模型
1.4本章小结
习题
第2章 FoxBASE＝使用基础
2.1FoxBASE＋的启动和退出
2.2FoxBASE函数
2.2.1数值运算函数
2.2.2字符串函数
2.2.3日期时间函数
2.2.4测试函数
2.2.5类型转换函数
2.3FoxBASE＋的表达式
2.3.1算术表达式
2.3.2字符型表达式
2.3.3关系表达式
2.3.4逻辑表达式
2.4FoxBASE＋的数据类型
2.5FoxBASE＋的基础知识
2.5.1字段、字段变量和记录
2.5.2常量和变量
2.6FoxBASE＋的命令
2.6.1FoxBASE＋命令的一般结构
2.6.2命令的书写规则
2.7本章小结
习题
上机实习
第3章数据库的建立与查看
3.1数据库的建立
3.1.1建立数据库结构
3.1.2记录的输入
3.2数据库文件的打开和关闭
3.2.1数据库的打开
3.2.2数据库的关闭
3.3记录指针定位
3.3.1绝对定位
3.3.2相对定位
3.4数据库的查看
3.4.1查看结构
3.4.2数据库记录的查看
3.5数据库记录的添加方法
3.5.1追加记录
3.5.2插入记录
3.6数据库建立的其它方法
3.6.1复制库结构
3.6.2数据库复制
3.6.3库结构文件
3.6.4库结构文件的使用
3.7本章小结
习题
上机实习
第4章数据库结构和记录的修改
4.1数据库结构的维护
4.2数据库记录的维护
4.2.1记录的编辑式修正
4.2.2记录的浏览式修正
4.2.3记录的改变式修正
4.2.4记录的替换式修正
4.3记录的删除
4.3.1记录的逻辑删除
4.3.2恢复逻辑删除记录
4.3.3记录的物理删除
4.3.4删除全部记录
4.4 本章小结
习题
上机实习
第5章数据库的排序和索引
5.1排序文件的建立
5.2索引文件
5.2.1数据库文件的索引
5.2.2索引文件的打开
5.2.3索引文件的关闭
5.2.4主索引文件的更换
5.2.5数据库的重新索引
5.3数据库的查询
5.3.1顺序查询
5.3.2索引查询
5.3.3检测函数
5.3.4模糊查询
5.4 本章小结
习题
上机实习
第6章数据库统计和运算
6.1数据库记录的统计
6.2数据库中数值型字段求和与求平均
6.2.1求和
6.2.2求平均
6.3分类求和
6.4本章小结
习题
上机实习
第7章多重数据库操作
7.1工作区的选择与访问
7.1.1工作区的识别
7.1.2工作区的选择
7.1.3工作区互访
7.2数据库文件间的关联
7.3数据库间的连接
7.4数据库文件间的更新
7.5本章小结
习题
上机实习
第8章内存变量的操作
8.1内存变量的显示
8.1.1列表显示
8.1.2分页显示命令
8.1.3问号显示方式
8.2内存变量的存储
8.2.1内存变量的删除
8.2.2内存变量的恢复
8.3内存变量的作用域
8.3.1定义全程变量
8.3.2定义局部变量
8.4数组
8.4.1数组的概念
8.4.2数组的建立
8.4.3数组的赋值
8.4.4数组和库文件的数据传递
8.4.5数组的应用
8.5本章小结
习题
上机实习
第9章输入输出格式设计
9.1屏幕输入输出格式设计
9.1.1定位输出
9.1.2定位输入
9.1.3定位画框命令
9.1.4屏幕色彩设置
9.2屏幕格式文件
9.2.1格式文件的建立与编辑
9.2.2格式文件的打开和关闭
9.3报表输出
9.3.1报表格式文件的建立与编辑
9.3.2报表输出
9.3.3打印机输出格式设计
9.4标签输出
9.4.1标签格式文件的建立
9.4.2标签文件的使用
9.5本章小结
习题
上机实习
第10章程序文件的建立与执行
10.1FoxBASE＋程序建立与运行
10.1.1程序文件的建立及修改
10.1.2程序文件的执行
10.2交互式输入语句
10.2.1多类型输入语句
10.2.2字符串输入命令
10.2.3单字符输入命令
10.3程序中的辅助语句
10.3.1格式清屏语句
10.3.2注释语句
10.3.3文本输出语句
10.4三种基本程序结构设计
10.4.1顺序结构
10.4.2分支结构
10.4.3循环结构
10.5本章小结
习题
上机实习
第11章过程文件及调用
11.1过程与过程文件
11.1.1过程的建立
11.1.2过程文件的建立
11.1.3过程文件的使用
11.2过程调用的参数传递
11.2.1带参调用
11.2.2自定义函数及参数传递
11.3系统配置和参数设置
11.3.1FoxBASE＋系统状态的显示
11.3.2系统配置文件
11.3.3系统运行环境和状态设置
11.4 本章小结
习题
上机实习
第12章程序设计技巧及实例
12.1菜单程序设计
12.1.1直观菜单设计
12.1.2亮条式菜单设计
12.1.3弹出式菜单设计
12.1.4下拉式菜单设计
12.2FoxBASE＋应用程序设计
12.3程序调试技术
12.3.1及时的信息反馈
12.3.2设置断点
12.3.3利用历史缓冲区查错
12.4本章小结
习题
上机实习
附录A FoxBASE＋命令一览表
附录B FoxBASE＋函数一览表
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

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阅读过程中，我最大的感受是作者对“简洁”二字的极致推崇。在那个资源相对匮乏的年代，每一行代码都必须斤斤计较，这种对精简的追求，在本书的示例代码中体现得淋漓尽致。书中很多核心算法的实现，都遵循了“能用最少的步骤完成任务”的原则。比如，在实现一个快速排序的子程序时，作者没有采用任何外部库函数，完全是手写的三位一体的递归调用，而且代码量控制在了惊人的范围内。我曾尝试用现代的C#或Python来实现相同的功能，结果代码量和复杂性都远远超过了本书的范例。这让我反思，现代编程语言是否在不经意间牺牲了对底层效率的关注，转而追求更快的开发速度？这本书就像一面镜子，映照出我们当前开发实践中可能存在的“过度封装”和“臃肿化”倾向。对于那些追求极致性能，或者需要在嵌入式环境（哪怕是理论上）进行资源受限编程的读者来说，这本书提供的代码优化思路，其价值远超其表面上的“过时性”。它教会我们如何用“算盘”的心态去写“超级计算机”的程序，这种思维的跨度非常震撼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常具有时代特色，它不是那种冷冰冰的技术手册，更像是经验丰富的老前辈，坐在你身边，耐心地、甚至带着一丝幽默地，将那些晦涩的编程概念掰开了揉碎了讲。我特别欣赏作者在讲解“关系”和“事务”时所采用的比喻。他没有直接抛出标准的数据库理论定义，而是用了一个关于“账房先生记账”的场景来贯穿始终。比如，当讲到如何处理多用户并发访问时，他描述了一个小镇上的粮店，每个人都要在同一个总账本上记账，但又不能让你看到的数字在你写完之前被别人修改。这种具象化的描述，极大地降低了初学者的学习门槛。我记得有一章专门讨论了错误处理机制，作者将常见的运行时错误归纳成了“四大天王”，并给出了针对性的“降魔”心法。这种非正式但极其有效的教学方法，让我在面对那些曾经让我头疼的指针和内存释放问题时，少走了不少弯路。尽管现在的编程环境提供了更强大的调试工具，但这种培养“预判错误”能力的训练，对任何级别的程序员来说，都是一种思维上的升华。这本书在“授人以渔”的层面上做得非常出色，它教你的不是特定版本的语法，而是解决问题的通用思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量，坦率地说，带着一种强烈的年代感。纸张的质地偏黄，油墨的浓度偶尔会出现不均匀的现象，尤其是在那些大段的代码列表部分，偶尔会因为装订的缘故，使得靠近中缝的部分难以辨认。但这反而带来了一种奇特的“文物感”。它不像那些印刷精美、色彩斑斓的最新技术书籍，捧在手里总有种小心翼翼的感觉。这本书却让人感觉它更“耐用”，仿佛可以随意地在工作台上被咖啡渍溅到，或者被工具压出折痕，而内容的核心价值丝毫不会因此减损。我尤其怀念书中那种手工绘制的流程图和架构示意图，虽然线条粗糙，但逻辑清晰得令人发指。它们没有使用任何矢量图形软件的平滑曲线，完全是手工勾勒，却精准地表达了程序流程的每一个分支和循环，这种朴实无华的表达方式，在如今充斥着大量自动生成图表的时代，显得尤为珍贵和可靠。它迫使读者必须用自己的眼睛去“阅读”结构，而不是依赖软件自动渲染的结果。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计色彩搭配得十分大胆，那种深邃的蓝色与亮眼的橙色形成了强烈的视觉冲击，初拿到手时，我还在犹豫，这是否是一本过于“复古”的技术书籍。打开内页，看到那些密密麻麻的命令和代码块，我几乎要放弃了。毕竟现在市面上的数据库软件层出不穷，界面化操作已经成为主流。然而，正是这种近乎“原始”的纯文本界面，让我体验到了一种久违的、直接与系统对话的感觉。作者在讲解文件结构和索引创建时，没有过多地依赖复杂的图形化工具的描述，而是深入到了底层逻辑。例如，他如何细致地解释了DBF文件的物理存储结构，以及如何通过调整特定参数来优化磁盘I/O，这对于那些想真正理解数据库“骨架”的资深开发者来说，无疑是宝贵的财富。书中对于数据类型转换的那些技巧，巧妙地避开了当时（以及现在看来）某些高级语言中的冗余函数，直接利用底层特性实现了高效处理，这点尤其令人称道。虽然它的语法在今天看来可能略显陈旧，但其所蕴含的编程思想和对效率的极致追求，是值得每一位希望提升自己基础功底的程序员去品味的。这本书更像是一本武功秘籍，教你如何不依赖花哨的招式，而是扎实地打磨内力。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书在“生态系统兼容性”方面的论述，展现了作者超前的眼光。当时主流的数据库系统更新迭代非常快，但作者似乎并不关注下一个版本会带来什么新特性，而是着重讲解了如何构建一个能够“跨越版本”的代码基础。书中有一章专门讲解了数据迁移的“安全网”策略，即如何编写代码，使得即便是底层数据结构发生轻微变化，上层应用仍能优雅地处理，而不是直接崩溃。他引入了一种“中间层适配器”的设计模式，尽管当时还没有“设计模式”这个时髦的术语，但其思想已经非常成熟。我曾将书中的某些文件操作逻辑应用到了处理现代CSV和JSON数据的场景中，发现其异常健壮性远超我之前依赖的快速脚本。这种“着眼于永恒的稳定性，而非短暂的新特性”的编程哲学，是这本书最大的隐形价值。它教会我们，真正的技术壁垒不在于掌握了多少最新的API，而在于构建系统的抗风险能力。这本书是关于“如何构建可长久维护的软件”的最佳入门教材之一。

评分☆☆☆☆☆