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页数:258

译者:

出版时间:2000-8

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787543916036

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图书标签:

• 计算机基础
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《数据结构与算法：从入门到精通》 内容概述 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的数据结构与算法学习指南。内容覆盖了从基础概念的建立到复杂算法的深入剖析，旨在帮助读者构建坚实的计算思维基础，并能熟练运用高效的数据结构和算法解决实际工程问题。本书的编写风格注重理论与实践的紧密结合，力求让读者在理解“为什么”的同时，掌握“怎么做”。 第一部分：基础篇——数据结构的基石 本部分将系统地介绍计算机科学中最核心、最基础的几种数据组织方式。我们不仅会探讨它们的定义和特性，更会深入分析在不同应用场景下的适用性与性能考量。 第一章：数组与链表 数组（Array）： 深入探讨静态数组与动态数组的内存布局、访问效率（$O(1)$ 时间复杂度）的原理。重点分析数组在内存连续性上的优势与局限，例如元素插入和删除操作的成本分析。 链表（Linked List）： 详细介绍单向链表、双向链表和循环链表的结构差异与实现细节。通过对比数组，阐明链表在动态增删操作上的灵活性，并讨论指针操作的复杂性与潜在的内存碎片问题。 第二章：栈与队列（Stack & Queue） 栈（Stack）： 以“后进先出”（LIFO）原则为核心，详细讲解栈在函数调用堆栈、表达式求值（如中缀转后缀）中的应用。通过顺序存储和链式存储两种方式实现栈，并分析其操作的原子性。 队列（Queue）： 遵循“先进先出”（FIFO）原则，重点解析循环队列的实现机制，以解决数组实现队列时“假溢出”的问题。讨论队列在任务调度、缓冲区管理中的核心作用。 第三章：树（Trees） 树的基本概念： 定义了根、节点、度、深度、高度等核心术语。 二叉树（Binary Tree）： 详述前序、中序、后序遍历的递归与非递归实现。重点介绍满二叉树、完全二叉树的特性。 二叉搜索树（BST）： 阐述BST的查找、插入、删除操作的算法步骤与时间复杂度分析。讨论其在极端情况下（退化为链表）的性能瓶颈。 平衡二叉树（AVL & 红黑树简介）： 概述自平衡机制的必要性，初步介绍AVL树的旋转操作和红黑树的颜色规则，为后续高级章节打下基础。 第二部分：进阶篇——高效抽象与组织 本部分转向更复杂、更抽象的数据结构，它们是实现高效算法的关键工具。 第四章：堆（Heap）与优先队列（Priority Queue） 堆的结构与性质： 重点讲解最大堆与最小堆的结构特性（完全二叉树结构）。 堆化操作（Heapify）： 详细讲解如何通过“上滤”和“下滤”操作在 $O(log n)$ 时间内维护堆的性质。 优先队列的应用： 阐述优先队列如何基于堆实现，并在需要快速获取最大/最小元素的场景（如Dijkstra算法）中的核心地位。 第五章：散列表（Hash Table） 哈希函数的设计与特性： 探讨如何设计理想的哈希函数，减少冲突。重点分析除法散列、乘法散列等常见方法。 冲突解决策略： 详尽介绍链地址法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）。 性能分析： 深入分析装载因子（Load Factor）对平均查找时间的影响，并探讨理想情况下 $O(1)$ 复杂度的实现条件。 第六章：图（Graphs） 图的表示法： 重点对比邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List）的优劣，以及在稀疏图和稠密图中的应用选择。 图的遍历： 详细讲解广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的算法流程、代码实现及在连通性判断中的应用。 第三部分：算法篇——思维的武器 本部分聚焦于解决问题的核心方法论，从经典算法到现代设计范式进行系统学习。 第七章：排序算法的深度剖析 本章将对比分析不同排序算法的时间和空间复杂度，并分析它们在稳定性和适用性上的差异。 基础排序： 冒泡排序、选择排序、插入排序（分析其在小规模数据或基本有序数据中的优势）。 高效排序： 快速排序（Quick Sort）的“划分”思想、枢轴选择策略及其平均 $O(n log n)$ 性能的数学证明。归并排序（Merge Sort）的“分治”策略及其稳定性。 线性时间排序： 计数排序（Counting Sort）、桶排序（Bucket Sort）和基数排序（Radix Sort）的原理与适用范围，打破 $Omega(n log n)$ 的下限限制。 第八章：搜索与图论算法 最短路径问题： 详细讲解无权图中的 BFS 应用。重点剖析有权图中的 Dijkstra 算法（基于优先队列优化）和处理负权边的 Bellman-Ford 算法。 最小生成树（MST）： 阐述 Prim 算法 和 Kruskal 算法 的贪心策略，并分析其与并查集（Disjoint Set Union, DSU）的应用关系。 拓扑排序： 讲解基于 DFS 或 Kahn 算法（基于入度）的拓扑排序，并说明其在线性依赖任务调度中的应用。 第九章：算法设计范式 递归与分治法（Divide and Conquer）： 深入分析何时使用递归，并以“汉诺塔”和“最大子数组和”为例进行演示。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 讲解贪心选择的有效性证明（局部的最优选择能否导向全局最优），分析活动安排问题、霍夫曼编码等经典案例。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 这是本章的重点。系统阐述 DP 的两大特性（最优子结构、重叠子问题），并引导读者构建状态转移方程。通过解决斐波那契数列、最长公共子序列（LCS）、背包问题（0/1 背包、完全背包）等经典问题，掌握自底向上和自顶向下的实现技巧。 第十章：高级主题选讲 回溯法（Backtracking）： 介绍如何通过系统地搜索解空间树来解决组合问题，例如八皇后问题和数独求解。 摊还分析（Amortized Analysis）： 介绍除传统最坏情况分析之外的另一种分析工具，用于评估那些单次操作昂贵但多次操作平均成本很低的结构（如动态数组的尾部扩容、斐波那契堆）。 学习特色与目标 本书的每一章都包含大量的伪代码和C++/Java 语言参考实现，确保读者能够将理论知识直接转化为可执行的代码。书中穿插了大量的经典面试题解析，帮助读者将所学知识系统化、实战化。完成本书的学习后，读者将不仅能熟练运用各种数据结构，更能形成严谨的算法设计和分析能力，为深入学习操作系统、编译原理、高级网络编程及人工智能等领域打下不可动摇的计算基础。

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作为一名非科班出身的自学者，我通常对那些动辄涉及大量数学公式的书籍感到畏惧。然而，这本书在这方面做得非常出色，它成功地找到了理论深度与可读性之间的黄金平衡点。它没有回避必要的数学基础，但处理方式非常克制和精妙——它将复杂的公式置于次要位置，而将重点放在公式背后的思想和它所解决的问题上。作者擅长使用“逆向工程”的思路来解释，即先展示一个实际问题，然后再引出解决该问题的数学工具，这样一来，公式就不再是冷冰冰的符号，而成了解决实际困难的“钥匙”。这种以应用为导向的讲解方式，极大地增强了我学习的动力，让我觉得我所学到的知识是真正“有用”的，而非空中楼阁。

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我花了周末整整两天时间通读了这本书的前半部分，最大的感受是它的叙事逻辑极其严密且流畅。作者似乎非常懂得如何引导初学者，他没有一上来就抛出复杂的概念，而是从最基础的“为什么我们需要计算机”入手，层层递进，将抽象的底层原理用非常形象的比喻串联起来。阅读过程中，我感觉自己不是在啃一本教科书，而是在听一位经验丰富的老师娓娓道来。尤其是在讲解二进制和逻辑门的部分，那些原本让我头疼不已的知识点，通过作者的阐述，一下子变得清晰透彻。书中的插图也起到了画龙点睛的作用，它们并非那种呆板的示意图，而是经过精心设计的流程图和示意模型，极大地降低了理解门槛。有时候，我甚至会停下来，回味一下作者是如何将一个看似复杂的体系，拆解成如此简单易懂的小模块的，这种结构化的思维方式本身就极具启发性。

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我发现这本书在章节末尾的复习和思考题设置上，体现了极高的教学水准。这些题目不仅仅是简单的知识点回顾，而是融入了大量的实际案例分析和开放性讨论。有些题目甚至设置成了“情景模拟”的形式，要求读者扮演某个角色去设计一个解决方案，这迫使我必须跳出书本的框架，去综合运用所学知识进行创新性思考。更棒的是，这本书的参考资料索引部分做得极其详尽，作者列举了大量可以进一步深入研究的经典论文和在线资源，显示出编写者扎实的学术背景和广阔的知识视野。对于想从这本书的基础上继续深造的人来说，这个索引简直是无价之宝，它为读者搭建了一条清晰的从入门到精通的进阶路径，体现了作者的无私分享精神。

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这本书的装帧设计很有意思，封面的排版简洁大气，黑白灰的搭配显得非常专业。拿到手里分量适中，纸张的质感摸起来很舒服，不像有些教材那样廉价的触感。我特别喜欢它内页的字体选择，清晰易读，行距也处理得恰到好处，长时间阅读眼睛也不会觉得累。书本的整体设计风格偏向于现代极简主义，但又不失温度，能让人感受到编写者在细节上的用心。比如，章节之间的过渡页设计得很有创意，用一些抽象的几何图形来划分，既不突兀又起到了很好的视觉引导作用。而且，这本书的侧边栏设计也值得称赞，用来标注重点概念和术语的地方划分得非常规整，方便我在复习时快速定位关键信息。总的来说，这本书在视觉和触觉上都给我留下了极佳的第一印象，感觉就像是作者精心打磨的一件艺术品，让人爱不释手，光是放在书架上都觉得赏心悦目。

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这本书的语言风格非常活泼，完全没有传统技术书籍那种拒人千里的严肃感。作者在行文中偶尔会穿插一些幽默的小段子或者历史典故，让我在学习枯燥概念的同时，也能会心一笑，极大地缓解了学习的疲惫感。比如，他在介绍早期编程语言的局限性时，用的那个类比简直绝妙，让我瞬间记住了那个知识点。这种“寓教于乐”的处理方式，使得知识点的吸收效率大大提高。而且，作者在处理专业术语时也十分贴心，他不仅给出了标准的定义，还会用大白话解释其背后的实际意义和应用场景，确保读者不会陷入“只知其然，不知其所以然”的困境。读完一个章节后，我总有一种强烈的冲动想立刻去实践一下学到的东西，这种驱动力，我认为是任何一本好的技术读物都应该具备的特质。

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