数据结构

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页数:247
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出版时间:2004-6
价格:28.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810249393
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图书标签:
  • 计算机
  • 数据结构
  • 习题
  • 数据结构
  • 算法
  • 计算机科学
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具体描述

编程思维与算法精粹 献给所有渴望精通计算机科学核心思想的实践者 本书简介 在这个信息爆炸、技术迭代日新月异的时代,软件开发早已超越了简单的代码堆砌,它需要深刻的洞察力、严谨的逻辑和对效率的极致追求。本书《编程思维与算法精粹》,正是一本旨在淬炼开发者核心竞争力的深度指南。它不局限于某一门具体的编程语言,而是聚焦于构建高效、可维护和可扩展系统的底层逻辑——算法思维与数据组织哲学。 我们深知,初学者或经验尚浅的工程师常常被具体的技术细节所困扰,无法跳脱出“如何实现”的表层问题,进而探究“为何如此设计”的本质。本书正是为了弥合这一鸿沟而生。它是一把钥匙,能帮你开启通往计算机科学殿堂的另一扇大门,让你不再仅仅是代码的执行者,而是系统的架构师和效率的守护者。 本书的结构设计遵循了从宏观思维到微观实践的递进路径,确保读者能够构建起坚实而系统的知识体系。我们避开了对特定“数据结构”名称的刻意强调,转而从信息的组织方式、问题解决的范式以及计算复杂度的权衡艺术等更本质的角度进行阐述。 --- 第一部分:思维的基石——抽象与建模 本部分是全书的理论核心,它致力于培养读者“像计算机科学家一样思考”的能力。我们认为,编程的本质是对现实世界问题的抽象和建模。 1. 抽象的力量:从现实到模型的跨越 我们探讨了如何识别问题中的关键实体、关系和行为,并将它们转化为可计算的模型。这不仅仅是定义类和接口,更是理解信息流动的本质。我们将深入剖析不同抽象层次的优劣,例如,如何在追求通用性的同时,避免引入不必要的复杂性。 2. 效率的度量:计算成本的哲学 在这一章中,我们将探讨算法效率的衡量标准——时间复杂度和空间复杂度,但我们着重于其背后的哲学意义。它不是枯燥的数学公式,而是对资源(时间与空间)稀缺性的深刻认识。我们将通过大量的案例,展示如何通过不同的组织策略,将指数级的代价降低到近乎线性的,以及在何种情况下,这种优化是值得付出的。我们还会引入渐进分析的概念,帮助读者理解在面对海量数据时,常数级的差异如何演变成数量级的鸿沟。 3. 递归的魔力与迭代的稳健 递归作为一种强大的问题分解工具,其优雅性令人着迷,但其隐性的资源消耗也常常令人警惕。我们不仅会展示如何用递归解决分治问题,更会深入探究尾递归优化、计算栈的深度限制,并对比迭代解决方案的内存效率和控制力。这是一种对“结构化思考”的训练。 --- 第二部分:信息组织的高级策略 本部分将关注信息在内存中和在逻辑上应如何排列,以最快速度响应特定的查询和操作需求。我们不再使用刻板的名称,而是聚焦于组织范式。 4. 线性序列的组织与检索 我们首先探讨了最基础的线性排列——如何高效地在序列中查找、插入和删除元素。这不仅仅是关于数组和链表的简单介绍,而是深入到内存局部性原理对检索速度的决定性影响。我们将讨论动态伸缩序列背后的复杂性平衡,以及如何设计跳跃指针结构,以在保持线性访问的同时,实现快速定位。 5. 层次化与树状的组织:路径与依赖 当信息之间存在父子、依赖或路径关系时,线性组织便不再适用。本章专注于构建有向与无向的层次结构,以及如何利用这些结构来模拟现实世界的层级关系(如文件系统、组织架构或遗传关系)。我们将详细分析在不同层次结构中进行深度遍历与广度遍历的适用场景与性能差异,并讨论如何维护树形结构的平衡性,以防止极端倾斜导致性能退化为线性查找。 6. 关联映射与快速查找的艺术 如何以近乎瞬时的方式,根据一个“键”找到对应的“值”?本部分将深入探讨键值对的组织机制。我们不再简单地提及哈希表,而是剖析其核心——冲突解决策略(链式法、开放寻址法等)背后的概率论基础。理解这些机制,能让你在面对数据分布不均或高负载时,做出精确的性能预测和设计调整。 7. 关系网络与图论的实践应用 在复杂的系统中,实体间的相互连接远比简单的层级关系复杂。本章聚焦于网络化信息的组织,探讨如何有效表示和操作大规模的网络数据。我们将详细讲解寻找最短路径、最小生成树等核心网络分析算法,这些技术是现代推荐系统、路由协议和社交网络分析的基石。我们强调的是如何将抽象的图结构转化为高效的内存布局,并优化遍历算法以适应实际网络规模。 --- 第三部分:操作的优化与设计的权衡 理解了组织结构后,本部分致力于提升操作的效率,并探讨在实际工程中如何做出取舍。 8. 排序的进化:从比较到分布 排序是计算机科学中最经典的操作之一。本书将带领读者穿越排序算法的历史长河,不仅分析比较排序(如归并、快速选择)的理论最优界限,更重要的是,介绍非比较排序(如计数、基数排序)如何在特定数据约束下,实现线性时间复杂度,从而突破比较排序的瓶颈。我们将分析不同排序算法在稳定性和内存消耗上的权衡。 9. 堆积与优先级的管理 何时需要一个动态变化的、能快速提供“最重要”元素的数据集合?本章探讨了优先队列的实现机制,深入分析二叉堆、斐波那契堆等不同实现方式的优势与劣势。这对于事件调度、资源抢占等高并发场景至关重要。 10. 动态规划与贪心策略:决策的艺术 本部分将重点拓展到算法设计范式。动态规划教会我们如何将复杂问题拆解为相互重叠的子问题,通过记忆化或表格填充来避免重复计算,这是一种高度的时间换空间哲学。而贪心算法则展示了如何在局部最优解的指导下,快速逼近全局最优解,以及如何证明一个贪心选择的正确性。 --- 结语 《编程思维与算法精粹》并非一本速成手册,它是一部需要时间去研磨的工具书和思维训练手册。掌握本书所传授的原理,你将能够: 诊断瓶颈: 准确判断现有代码或系统设计中效率低下的根本原因。 设计范式: 面对新问题时,能迅速识别出最合适的组织策略和操作范式。 优雅代码: 写出不仅功能正确,而且在资源消耗上极其优雅的代码。 我们相信,对信息组织哲学和计算效率艺术的深刻理解,是所有高级软件工程师的必备素养。这本书为你提供了构建这一素养所需的全部深度与广度。它关注的是“为什么高效”,而不是“如何使用特定工具”。 现在,是时候超越代码的表面,深入到计算的本质了。

作者简介

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读后感

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用户评价

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我一直认为,好的技术书籍应该像一位经验丰富的导师,循循善诱,引导读者从了解到理解,再到融会贯通。而《数据结构》这本书,无疑就扮演了这样一个角色。它没有那种令人望而生畏的学术腔调,而是用一种非常平易近人的语言,将那些原本可能让人头疼的概念一一拆解。举个例子,在讲到图论中的最短路径算法时,作者并没有直接抛出Dijkstra或Floyd-Warshall的公式,而是先描绘了一个复杂的城市交通网络,然后一步步分析如何找到起点到所有其他点的最短路线。这个过程不仅仅是算法的讲解,更是一种思维方式的训练。我学会了如何将现实问题抽象成图模型,如何选择合适的算法来解决它,以及如何分析算法的时间和空间复杂度,从而做出最优的决策。书中还穿插了一些实际案例,比如数据库索引的实现、路由算法的原理等等,这些都让我深刻体会到数据结构在现代计算机科学中的重要性。我甚至开始重新审视自己过去写的代码,发现很多地方可以通过优化数据结构来提升性能。这本书最大的价值在于,它不仅传授了知识,更培养了一种解决问题的能力和一种深入思考的习惯。

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我一直认为,学习编程,就像学习一门新的语言,而《数据结构》这本书,就是我学习这门语言的基础教程。在阅读这本书之前,我对数据结构的理解非常有限,总觉得它们是理论知识,离实际应用很远。但这本书,用一种非常生动和深入的方式,将这些抽象的概念与实际应用紧密地联系了起来。作者在讲解每一种数据结构时,都会从最基础的定义开始,然后逐步深入到其操作、性能分析以及应用场景。我特别喜欢他在讲解树结构时的比喻,比如用公司组织架构来解释树的层级关系,用文件系统的目录结构来解释遍历方式。这些生动的例子,让我能够非常直观地理解这些原本可能有些枯燥的概念。此外,书中对于算法的讲解也十分到位,他不仅讲解了算法的实现,更深入分析了算法的时间复杂度和空间复杂度,这让我明白,在解决问题时,选择合适的数据结构和算法,能够极大地提高程序的效率。这本书为我打开了一扇新的大门,让我对计算机科学有了更深刻的认识,也为我今后的学习打下了坚实的基础。

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我一直认为,学习计算机科学,就如同学习一门语言,而数据结构就是这门语言的语法和词汇。在这本书之前,我虽然能够写出一些简单的程序,但总感觉自己在“说话”的时候,不够清晰,不够准确。《数据结构》这本书,为我提供了学习这门语言的“教材”。作者用一种非常平滑和递进的方式,循序渐进地引导我进入数据结构的世界。从最基础的数组和链表,到更加复杂的树和图,每一个概念都被拆解得非常细致。他不仅仅是给出定义和操作,而是会深入解释“为什么”要这样设计,这种结构有什么样的优势和劣势。例如,在讲解栈和队列时,他通过模拟函数调用栈和消息队列的场景,让我直观地理解了它们在实际应用中的作用。而对于图结构,作者则花费了大量的篇幅去讲解不同的图遍历算法,以及最短路径、最小生成树等经典问题,这让我看到了数据结构如何被用来解决更复杂的问题。书中穿插的算法分析,特别是对时间复杂度和空间复杂度的深入探讨,更是让我对程序的性能有了全新的认识,学会了如何用更科学的方法来衡量和优化代码。

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坦白说,在拿到《数据结构》这本书之前,我对“数据结构”这个词的理解是模糊的,只知道它和计算机科学有关,但具体是什么,以及为何重要,却知之甚少。这本书以一种非常系统和深入的方式,为我扫清了这些疑虑。作者不仅详细讲解了各种基本数据结构,如数组、链表、栈、队列,更进一步介绍了高级数据结构,如二叉树、图、哈希表等。他通过大量生动的例子,将这些抽象的概念具象化。例如,在讲解链表时,作者用火车车厢的连接来比喻,非常形象地说明了节点之间的关联性以及插入和删除操作的原理。在解释树结构时,他详细阐述了二叉搜索树的查找、插入和删除过程,并重点讲解了平衡二叉树(如AVL树和红黑树)如何通过旋转等操作来保证查找效率。书中的算法分析也非常到位,通过对时间复杂度和空间复杂度的详细讲解,让我能够清晰地认识到不同数据结构在面对海量数据时所表现出的性能差异。我尤其喜欢书中关于图的章节,它不仅介绍了图的表示方法(邻接矩阵和邻接表),还深入讲解了常用的图算法,如深度优先搜索、广度优先搜索、Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法,这些都为我理解网络路由、社交网络分析等实际应用提供了重要的理论支撑。

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《数据结构》这本书给我带来的最大改变,是让我对“效率”有了更深刻的认识。过去,我写代码的时候,只要能实现功能,往往就不会过多地考虑性能问题。但这本书,通过对各种数据结构和算法的深入剖析,让我意识到,在处理日益增长的数据量和日益复杂的应用场景下,效率是多么重要。作者在讲解每一种数据结构时,都会详细分析其在插入、删除、查找等基本操作上的时间复杂度和空间复杂度,并且会给出具体的证明过程。例如,在讲解哈希表时,作者不仅介绍了散列函数的原理,还详细讨论了冲突解决方法,如链地址法和开放地址法,并分析了不同方法对性能的影响。我印象特别深刻的是关于排序算法的部分,作者不仅讲解了冒泡排序、选择排序、插入排序这些基础的O(n^2)算法,还详细介绍了快速排序、归并排序、堆排序等O(n log n)的高效算法,并对它们的稳定性、原地性等特性进行了比较。通过这本书,我学会了如何根据实际需求选择最合适的数据结构和算法,如何对代码进行性能优化,从而写出更高效、更健壮的程序。

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这本书的书名是《数据结构》,但它给我的感觉远不止于此。它像是一扇门,打开了我对计算机世界更深层次的理解。在阅读之前,我对数据结构的概念仅限于书本上那些枯燥的定义和简单的图示,比如链表、栈、队列这些,觉得它们似乎是理论研究的产物,与实际的编程开发有些距离。然而,当我深入这本书后,我才发现原来这些“结构”才是构建一切高效、复杂程序的基石。作者用一种非常直观,甚至可以说是富有艺术性的方式,将抽象的概念具象化。例如,在讲解树结构时,他不仅仅停留在二叉搜索树的平衡因子和旋转操作上,而是通过生动的类比,比如公司组织架构、文件系统的目录层级,让我瞬间理解了树的遍历方式和查找效率的原理。他甚至花了不少篇幅去解释不同数据结构在实际应用中的优劣势,比如在处理大量用户数据时,哈希表的高效查找如何避免了时间上的瓶颈,又或者在实现多线程任务调度时,队列和优先级队列扮演的关键角色。这本书并非简单罗列算法和数据结构,而是将其置于一个更广阔的背景下,让我看到它们如何协同工作,如何解决现实世界中的技术难题。读完这本书,我感觉自己不再是那个只会调用API、写简单脚本的程序员,而是开始能够思考“为什么”和“如何做得更好”。

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我一直对计算机的底层运作原理充满好奇,而《数据结构》这本书就像一把钥匙,为我开启了这扇神秘的大门。在此之前,我只知道程序是代码组成的,但具体代码是如何组织数据,又是如何高效地操作数据的,我并没有一个清晰的概念。这本书让我明白了,数据结构不仅仅是抽象的概念,更是实现高效算法的基础。它详细地介绍了各种常见的数据结构,从基础的数组、链表、栈、队列,到更复杂的树、图、哈希表等等。作者在讲解每一种数据结构时,都力求做到清晰易懂,并且会给出详细的图示和伪代码,让我能够非常直观地理解它们的工作原理。更重要的是,书中还分析了不同数据结构在时间和空间复杂度上的表现,以及它们在实际应用中的适用场景。例如,在讲解动态规划时,作者通过一个背包问题的例子,让我看到了如何利用数组或二维数组来存储中间计算结果,从而避免重复计算,极大地提高了算法的效率。这本书让我不再仅仅是一个代码的编写者,更是一个能够深入理解代码背后逻辑的思考者,它为我未来的学习和职业生涯奠定了坚实的基础。

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我一直认为,好的技术书籍应该像一位引路人,带我走出知识的迷宫。《数据结构》这本书,正是这样一本优秀的引路书。在我阅读之前,我对数据结构的理解仅仅停留在几个基本的概念上,对它们的内在联系和实际应用知之甚少。这本书以一种非常清晰和有条理的方式,为我构建了一个完整的数据结构知识体系。作者从最基础的线性结构(数组、链表、栈、队列)开始,逐步深入到非线性结构(树、图、哈希表)。他不仅详细介绍了每种结构的定义、特性以及基本操作,更重要的是,他深入分析了每种结构在时间和空间效率上的优劣,并列举了大量实际应用场景,比如数据库索引、编译器语法分析、网络路由等等。我印象特别深刻的是关于图的章节,作者详细讲解了图的存储方式(邻接矩阵和邻接表)以及各种图算法(DFS、BFS、Dijkstra、Prim等),这让我对图这种强大的数据结构有了全面的认识。通过这本书,我不仅掌握了数据结构的基本知识,更重要的是,我学会了如何分析问题的复杂性,并选择最适合的数据结构和算法来解决它,这对于我今后的编程学习和实践都至关重要。

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在阅读《数据结构》这本书的过程中,我最大的感受是,它不仅仅是在教授一套知识体系,更是在培养一种思维方式。作者并没有将数据结构孤立地呈现,而是将其融入到各种实际问题的解决过程中。例如,在讲解分治算法时,他会以归并排序为例,清晰地阐述了如何将一个大问题分解成若干个相似的子问题,然后分别解决,最后再将子问题的解合并起来。这种分解和合并的思路,贯穿于本书的许多章节。在讲解动态规划时,作者也用类似的思路,引导读者如何通过构建递推关系来求解最优解。书中对于各种数据结构的分析,不仅仅是停留在其操作层面,更会深入到其背后的原理和设计哲学。比如,在讲解红黑树时,作者会详细解释为何需要平衡二叉树,以及红黑树通过一系列规则如何实现高效的插入和删除操作。这本书让我明白,数据结构并非是死的规则,而是灵活的工具,关键在于如何根据具体的问题,选择最合适的工具,并运用得当。

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可以说,《数据结构》这本书是我计算机科学学习旅程中的一个重要的里程碑。在阅读之前,我对算法和程序的效率并没有一个清晰的概念,总是觉得只要程序能跑起来就行。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。作者以一种非常直观和易懂的方式,向我展示了数据结构在提升程序效率方面所扮演的关键角色。他不仅仅是罗列了各种数据结构,比如数组、链表、栈、队列、树、图、哈希表,更是详细分析了它们在插入、删除、查找等操作上的时间复杂度和空间复杂度。我尤其喜欢他对各种排序算法的讲解,从简单的冒泡排序到高效的快速排序、归并排序,作者不仅给出了具体的实现代码,还详细分析了它们的时间复杂度,并用图示的方式展示了它们在不同数据集上的表现。这种深入的分析让我对“效率”有了全新的理解,也让我学会了如何从数据结构层面去优化程序。这本书让我不再只是一个被动接受代码的搬运工,而是开始主动思考如何让代码跑得更快,用更少的资源。

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