C++程序设计与应用

C++程序设计与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:华中理工大学出版社
作者:张耀仁
出品人:
页数:750
译者:
出版时间:2002-11
价格:59.8
装帧:平装
isbn号码:9787560928661
丛书系列:
图书标签:
  • c++
  • 适合初学者
  • 张耀仁
  • C++
  • 程序设计
  • 应用
  • 编程
  • 计算机科学
  • 软件开发
  • 算法
  • 数据结构
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具体描述

《数据结构与算法分析:C++实现》图书简介 面向对象、深入底层,构建高效软件的基石 书籍定位与目标读者: 本书旨在系统、深入地探讨数据结构与算法的核心概念,并以现代C++语言为载体,提供全面且可操作的实现方案。我们摒弃了对特定应用场景的过度聚焦,转而强调通用性、效率和理论基础的扎实掌握。本书特别适合有一定C++编程经验,希望深入理解程序底层运行机制,并致力于开发高性能、可维护的复杂软件系统的工程师、高级学生及研究人员。它不仅是算法实现的工具书,更是培养计算思维和问题解决能力的思维训练手册。 内容结构与核心特点: 本书严格遵循“理论讲解—性能分析—C++实现—实例验证”的逻辑主线,确保读者不仅知道“如何做”,更理解“为何要这样做”。全书内容深度与广度兼备,涵盖了从基础线性结构到复杂图论算法的完整知识体系。 第一部分:C++基础与性能基准 本部分作为后续复杂数据结构实现的基础,重点回顾了C++标准模板库(STL)的高级特性,特别是与性能优化息息相关的内存管理、模板元编程(Template Metaprogramming)的应用,以及如何利用C++11/14/17的新特性来编写更清晰、更高效的代码。我们将详细解析C++标准库中 `std::vector`、`std::list` 和 `std::deque` 的底层实现机制,并引入时间复杂度和空间复杂度的精确分析方法,为后续算法的评估设定标准。 第二部分:线性与非线性基础数据结构 本部分专注于构建程序的基本“积木”。 栈与队列的高级应用: 除了标准的先进先出(FIFO)和后进先出(LIFO)实现,本书深入探讨了循环队列在缓冲区管理中的应用,以及使用双端队列(Deque)实现更通用的优先队列结构。 链表变体与内存布局: 详细分析了单向、双向、循环链表的构造与销毁,特别关注了在不同CPU缓存模型下,指针跳转对性能的影响。重点介绍了非连续内存分配对现代处理器预取机制的挑战。 树形结构的核心: 涵盖了二叉树、AVL树、红黑树(Red-Black Tree)的插入、删除与自平衡机制。我们提供的红黑树实现将完全遵循C++标准,并提供详细的旋转和颜色调整过程的C++代码注释,以揭示其O(log n)效率的奥秘。此外,B树和B+树的结构原理及其在外部存储系统中的重要性也将被清晰阐述。 第三部分:散列技术与高效查找 本部分是实现快速数据存取的关键。 散列函数的艺术: 不仅仅是介绍模运算,本书深入剖析了如FNV-1a、MurmurHash等高效散列函数的构造思想,以及如何设计“好”的散列函数以最小化冲突。 冲突解决策略的实践: 详细对比了链式法、开放寻址法(线性探测、二次探测、伪随机探测)的性能权衡。我们将用C++模板实现一个可配置的哈希表,允许用户动态选择冲突策略,并实时观察其性能曲线变化。 第四部分:高级算法与图论 这是本书复杂度最高、理论性最强的部分,专注于解决复杂关系建模问题。 排序算法的性能极限: 除了传统的冒泡、插入、选择排序,本书重点分析了快速排序(Pivot选择策略)、归并排序(稳定性分析)和堆排序(基于堆结构的排序优势)的C++实现。我们还将讨论桶排序和基数排序在特定数据分布下的效率优势。 图的遍历与连通性: 深度解析广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)在树的遍历、拓扑排序中的应用。本书的图实现将采用邻接矩阵和邻接表两种方式,并分析它们在稀疏图和稠密图中的内存与时间性能差异。 最短路径与最小生成树: 全面覆盖Dijkstra算法、Bellman-Ford算法(处理负权边)以及Floyd-Warshall算法(全源最短路)。在最小生成树方面,Kruskal算法和Prim算法的C++实现将被详细对比,特别是Union-Find结构(并查集)的路径压缩与按秩合并优化技术。 网络流基础: 引入最大流最小割定理,并通过Edmonds-Karp算法的实现,展示如何将图论工具应用于资源分配和匹配问题。 第五部分:动态规划与高级主题 动态规划的建模思维: 动态规划(DP)部分侧重于思想训练,通过经典的背包问题、最长公共子序列等案例,引导读者识别问题的最优子结构和重叠子问题。提供的DP解法将强调自底向上的迭代实现,以避免递归带来的额外开销。 贪心算法的适用边界: 分析贪心算法能够产生全局最优解的前提条件,并用实例说明贪心算法失效的陷阱。 本书的独特价值: 本书不依赖于任何“一键式”的库函数,所有核心数据结构和算法均采用标准、纯粹的C++代码从零开始构建。每一段代码都经过精心设计,不仅追求功能的正确性,更注重内存布局的合理性和运行效率的优化。读者将通过亲手实现每一个细节,真正掌握数据结构在计算机系统中的“物理意义”,从而为未来设计和调试涉及大规模数据处理的软件系统打下坚实的基础。学习本书,即是迈向“底层架构师”的坚实一步。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名对 C++ 语言的底层细节充满好奇的开发者,我一直在寻找一本能够深入剖析 C++ 运行时行为的书籍。而这本书,无疑满足了我的所有期望。它深入探讨了 C++ 的对象模型,例如对象的内存布局、成员函数的调用机制、虚函数表的实现等,这些细节对于理解 C++ 的动态特性至关重要。我特别欣赏书中关于 RTTI(Run-Time Type Information)的讲解,它让我明白了 `dynamic_cast` 和 `typeid` 是如何在运行时获取和判断对象类型的,以及它们在多态场景下的应用。作者通过大量的底层代码分析和图示,将这些抽象的概念具象化,让我能够清晰地看到 C++ 代码在内存中是如何运作的。我曾在其他书籍中遇到对这些底层机制的含糊不清的解释,但这本书却能让我豁然开朗。它不仅教我如何使用 C++ 的各种特性,更让我理解了这些特性在底层是如何实现的,以及它们对程序性能可能产生的影响。这本书为我打下了坚实的 C++ 基础,让我能够更自信地应对各种复杂的编程挑战。

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作为一个有着多年编程经验的开发者,我一直对 C++ 的高性能和底层控制能力情有独钟。而这本书,更是将 C++ 的精髓展现得淋漓尽致。它深入探讨了 C++ 的内存管理机制,包括堆内存、栈内存的使用,以及智能指针在 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)模式中的关键作用,这对于编写安全、高效的代码至关重要。书中对 STL 的讲解尤其让我印象深刻,算法库、容器库的强大功能,以及如何巧妙地运用它们来解决复杂的编程问题,都提供了宝贵的见解。我特别欣赏书中关于性能优化的讨论,从函数内联、循环展开到 CPU 缓存的影响,都进行了细致的分析,并提供了实际的代码优化技巧。这对于我这种追求极致性能的开发者来说,无疑是雪中送炭。这本书不仅仅是 C++ 的一本教程,更是一本 C++ 的“内功心法”,它教会了我如何更深入地理解 C++ 的底层运作原理,如何编写出更健壮、更高效的代码。我曾尝试过其他 C++ 书籍,但很多都停留在表面,而这本书则真正触及了 C++ 的核心,让我对这门语言有了全新的认识。作者的专业知识和教学方法相结合,使得即使是复杂的主题,也能被清晰地传达。

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这本书给我最大的启发在于它对 C++ 语言设计哲学和历史演进的深入解读。作者不仅仅是介绍 C++ 的语法和特性,更是带领我们回顾了 C++ 语言是如何一步步发展至今的,以及各种特性背后所蕴含的设计思想。我了解到 C++ 在设计过程中,如何在兼容 C 的基础上,不断引入面向对象、泛型编程等新的编程范式,并如何在性能和抽象之间寻求平衡。书中关于 C++ 标准的演进,例如 C++98, C++11, C++14, C++17, C++20 等版本的关键变化和新增特性,都得到了详尽的介绍,这让我能够更清晰地理解 C++ 语言的脉络和发展趋势。作者的叙述方式非常引人入胜,他将枯燥的技术发展史,通过生动的描述和案例,变得鲜活起来。我曾阅读过一些关于 C++ 历史的书籍,但都没有这本书来得如此深入且富有洞察力。它让我不仅仅是学习 C++ 的“怎么用”,更是理解了 C++ 的“为什么”,以及它为什么能够成为一门如此强大和流行的编程语言。

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对于想要深入理解 C++ 语言的底层机制的开发者来说,这本书无疑是一本不可多得的宝典。它深入剖析了 C++ 的编译器是如何工作的,以及 C++ 代码是如何被转换成机器码的,这对于理解程序的执行效率和优化策略至关重要。书中关于链接器、加载器的讲解,也让我对程序是如何从源代码编译、链接到最终可执行文件有了全新的认识。我一直对 C++ 的类继承和虚函数的工作原理感到好奇,而这本书通过详细的解释和图示,让我彻底明白了虚函数表(vtable)是如何实现的,以及动态分派的底层机制。这对于我理解多态的真正含义,以及如何高效地使用它们,提供了极大的帮助。作者在讲解这些底层概念时,总是能够以一种非常直观和易于理解的方式呈现,避免了枯燥的技术术语堆砌。我曾在其他书籍中遇到对这些概念的晦涩解释,但这本书却能让我豁然开朗。它不仅教授了“是什么”,更重要的是解释了“为什么”,让我能够从根本上理解 C++ 的设计哲学。

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这本书给我最大的惊喜在于它对 C++ 异常处理和错误管理的深入探讨。在实际开发中,如何有效地处理各种错误和异常,是保证程序稳定运行的关键。这本书提供了一种系统性的方法来思考和设计异常处理机制,从 `try-catch-finally` 的基本用法,到 `std::exception` 的继承体系,再到 RAII 模式在异常安全中的应用,都进行了详尽的阐述。作者通过大量的代码示例,展示了如何编写能够应对各种运行时错误的健壮代码,以及如何避免常见的异常安全陷阱。我特别喜欢书中关于“异常安全保证”(exception-safety guarantees)的讨论,它让我理解了在抛出异常时,如何保证程序的正确性和资源的完整性。这本书不仅仅是教我如何使用 `try-catch`,更是让我理解了异常处理的艺术和哲学。作者的语言风格非常严谨,但又不失通俗易懂,能够将一些抽象的原则清晰地表达出来。我曾阅读过一些关于异常处理的书籍,但都没有这本书来得如此透彻和实用。

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我是一名正在努力提高编程技能的学生,而这本书简直是为我量身定制的。它不仅仅教授 C++ 的语法,更重要的是,它培养了我解决问题的能力。书中提供的每一个练习题都精心设计,难度适中,能够帮助我巩固所学知识,并尝试将理论应用到实践中。我特别喜欢书中关于项目开发的章节,它展示了如何将 C++ 的各个知识点串联起来,构建一个完整的应用程序,例如一个小型的图形界面应用,或者一个简单的数据管理系统。这些实战项目让我看到了 C++ 的强大应用场景,也激发了我进一步探索和学习的热情。作者的写作风格非常亲切,就像一位循循善诱的老师,总是能够在我遇到困难时提供指导和鼓励。我曾因为某个概念而感到困惑,但只要翻开这本书,总能在随后的章节中找到清晰的解释或者相关的案例。这本书让我不再害怕 C++ 的复杂性,而是将它视为一个充满挑战和机遇的领域。我对书中关于异常处理的介绍也十分满意,它教会了我如何编写更健壮的代码,如何优雅地处理程序运行时可能出现的错误,这对于提升软件的稳定性至关重要。

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作为一名在行业内摸爬滚打多年的程序员,我一直在寻找一本能够系统性地梳理 C++ 知识体系的书籍,而这本书恰好满足了我的需求。它从宏观的角度,将 C++ 的各个方面进行了有机的整合,从语言基础到高级特性,再到实践应用,都覆盖得十分全面。我特别欣赏书中关于软件设计原则的讨论,作者结合 C++ 的特性,阐述了 SOLID 原则、设计模式等在 C++ 项目中的具体应用,这对于我提升代码的可维护性、可扩展性和可复用性,提供了宝贵的指导。我曾尝试过将某些设计模式应用到我的项目中,但效果并不理想,而这本书提供的 C++ 化的实现方式,以及对模式背后思想的深入剖析,让我豁然开朗。作者对 C++ 标准库的掌握程度令人惊叹,他不仅介绍了 STL 的常用组件,还深入挖掘了其背后的实现原理和性能特点,并提供了许多使用技巧和注意事项。这本书就像一位资深的 C++ 架构师,在我面前展现了一幅宏伟的 C++ 技术蓝图,让我能够站在更高的维度去审视和学习 C++。

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我是一名对 C++ 语言的元编程和模板元编程(TMP)特别感兴趣的开发者。而这本书,无疑是打开这扇大门的一把金钥匙。它从最基础的模板概念开始,逐步深入到函数模板、类模板、模板特化,以及更复杂的变参模板和模板元编程技术。我曾尝试过使用模板来编写泛型代码,但往往只能停留在简单的应用层面,而这本书通过丰富的示例和清晰的讲解,让我领略到了模板的强大威力,例如在编译时进行计算、生成代码,甚至实现一个简单的DSL(领域特定语言)。作者对 C++ 模板的理解可谓登峰造极,他能够将那些看起来非常晦涩的模板语法,用一种非常直观且易于理解的方式展现出来。我特别欣赏书中关于如何使用模板来提高代码的类型安全性和运行时性能的讨论,这让我看到了 C++ 在泛型编程方面的独特优势。这本书为我打开了一个全新的编程视角,让我对 C++ 语言的灵活性和表达能力有了更深的认识。

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这本书以一种非常独特的方式呈现了 C++ 的魅力。它并没有按照传统的章节顺序,而是通过一个个引人入胜的故事和真实的编程场景,来逐步引导读者深入了解 C++。我被书中关于并发编程的讨论深深吸引,作者通过生动的类比,解释了线程、锁、条件变量等概念,并展示了如何在多线程环境中编写安全可靠的代码。这对于当前日益增长的多核处理器时代来说,具有极其重要的意义。我曾尝试过自己实现一些并发程序,但常常会遇到死锁、竞态条件等问题,而这本书提供的解决方案和设计模式,让我受益匪浅。此外,书中关于 C++20 标准新特性的介绍也十分及时,让我能够了解最新的语言特性,例如模块、协程等,并学习如何在实际项目中运用它们来提高开发效率和代码质量。作者的知识面非常广阔,对 C++ 的理解非常深刻,并且能够用非常清晰、易于理解的方式将其传达给读者。我尤其欣赏书中对一些“潜规则”和“最佳实践”的提及,这些都是在实际开发中非常宝贵的经验,能够在很大程度上避免走弯路。

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这本书就像一扇通往 C++ 神秘世界的大门,对于初学者来说,它提供了一个循序渐进的学习路径,从最基础的语法概念,比如变量、数据类型、运算符,到更复杂的控制流,如条件语句(if-else)、循环(for, while),都有着清晰而详尽的解释。作者并没有停留在理论的堆砌,而是通过大量的代码示例,生动地展示了这些概念如何在实际编程中应用。我特别喜欢书中对指针的讲解,这通常是 C++ 学习中的一个难点,但这本书通过形象的比喻和一步步的剖析,让我茅塞顿开,理解了指针的本质及其在内存管理中的重要性。此外,书中对面向对象编程(OOP)的阐述也极具启发性,类、对象、继承、多态这些核心概念被分解得清晰透彻,并结合实际项目案例,让我能够更好地把握 OOP 的设计思想和实践方法。这本书不仅仅是语法手册,它更像是一位经验丰富的导师,引导我逐步建立起扎实的 C++ 编程功底,为我未来的软件开发之路奠定了坚实的基础。即使是一些高级话题,比如模板、STL(标准模板库)的使用,也得到了恰到好处的介绍,让我对 C++ 的强大功能有了更深的认识。我能够感受到作者在编写这本书时所付出的心血,文字表达流畅,逻辑清晰,即使面对抽象的概念,也能用通俗易懂的语言解释清楚。

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深入浅出,例子好,比教材好多了

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