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出版者:大连理工大学电子音像出版社

作者:全国计算机等级考试命题研究组编

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2004-7

价格:30.00元

装帧:平装

isbn号码:9787900670083

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
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• 三合一

《算法与数据结构精通指南：从基础到前沿实践》 本书导读：驾驭复杂性，构建高效能软件系统的基石 在当今快速迭代的软件开发领域，对底层原理的深刻理解和高效解决问题的能力是区分优秀工程师与普通开发者的核心标准。本书《算法与数据结构精通指南：从基础到前沿实践》正是为满足这一需求而精心打造的深度技术专著。它并非对入门知识的简单重复，而是致力于构建一座坚实的桥梁，连接扎实的理论基础与现代软件工程实践中的复杂挑战。 本书的结构经过精心设计，旨在提供一个系统化、递进式的学习路径。我们摒弃了零散的知识点罗列，转而采用“理论—模型—应用—优化”的深度剖析模式，确保读者不仅知其然，更知其所以然。 --- 第一部分：核心基础的深度重构（The Core Foundations Rebuilt） 本部分旨在为读者重塑对算法与数据结构基础的理解，着重于其背后的数学原理和抽象模型，而非仅仅停留在代码实现层面。 第一章：计算思维与复杂性分析的现代视角 本章首先探讨计算思维的本质，如何将现实问题转化为可计算模型。重点深入剖析时间复杂度和空间复杂度的严格定义，并引入现代分析工具，如渐近分析的高级技巧（Master Theorem的深入应用、摊还分析的初步介绍）。我们将探讨P、NP问题族在实际工程中的意义，例如在资源受限环境下的近似算法设计。内容包括对RAM模型与电路模型的比较，理解不同硬件架构对算法性能的潜在影响。 第二章：线性与非线性基础数据结构的精细化解构 本章对数组、链表、栈、队列等基础结构进行超越常规的探讨。我们详细分析缓存局部性（Cache Locality）对数组操作性能的影响，并深入研究双向链表与循环链表的内存对齐问题。对于栈与队列，我们将探讨它们在并发环境下的无锁实现（Lock-Free Queue的基础原理），以及在特定领域（如深度优先搜索、广度优先搜索）中的优化存储结构（如使用位操作进行紧凑存储）。 第三章：树形结构的拓扑学与应用几何 本章是理解层次化数据的关键。我们不仅讲解二叉树、AVL树、红黑树，更侧重于理解它们在平衡机制上的精妙权衡。红黑树的旋转操作将被分解为最小操作单元进行分析，确保读者能手写出高度优化的插入与删除逻辑。此外，我们将扩展到更复杂的结构，如B/B+树的内部节点设计原理，它们如何优化磁盘I/O效率，并探讨Trie树在字符串处理中的高效性，包括其空间压缩技术（如Radix Tree）。 第四章：散列技术：从均匀性到抗碰撞策略 散列是高效查找的代名词，本章将其提升至理论高度。我们将从理想均匀分布的数学模型出发，深入分析拉链法与开放定址法的性能瓶颈。重点在于冲突解决策略的深度优化，包括双重散列（Double Hashing）与Cuckoo Hashing（布谷鸟散列）的工作原理，后者在保证O(1)平均查找时间的同时，如何实现更稳定的最坏情况性能。此外，本书还将介绍一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统（如缓存集群、负载均衡）中的关键作用。 --- 第二部分：高级算法的范式与求解策略（Advanced Algorithmic Paradigms） 本部分聚焦于解决复杂问题的核心算法范式，强调如何根据问题特性选择或设计最优策略。 第五章：图论算法：网络分析与路径优化 图论是建模复杂关系的核心工具。本章超越了基础的DFS/BFS，深入探讨最短路径算法的进阶应用：Dijkstra算法的斐波那契堆优化、Bellman-Ford算法在负权环检测中的应用，以及Floyd-Warshall算法在全源最短路径计算中的矩阵乘法加速。我们还将详细解析最小生成树（MST）算法（Prim与Kruskal）在网络设计中的经济学意义，并引入流网络理论（最大流/最小割）及其在资源分配、匹配问题中的转化技巧。 第六章：动态规划：状态空间的最优裁剪 动态规划（DP）是处理重叠子问题和最优子结构的关键。本书将DP的学习过程划分为三个层次：定义状态、寻找转移方程、处理边界条件。除了经典的背包问题和最长公共子序列，我们将重点剖析状态压缩DP（使用位掩码技术）在解决旅行商问题（TSP）和子集问题中的应用，并引入树形动态规划在分析树结构上的依赖关系时的建模方法。 第七章：贪心策略与分治法的边界探索 贪心算法的正确性证明至关重要。本章将通过反证法与维护不变量的方法，严格论证某些贪心选择的合理性。对于分治法，我们将重点分析快速排序的随机化版本如何有效避免最坏情况，并深入探讨最近点对问题中的分治结构，理解其如何将二维问题的复杂度降低至O(N log N)。 第八章：搜索与回溯：约束满足问题的系统解法 搜索算法是AI和组合优化领域的基石。本章详细阐述回溯法（Backtracking）的剪枝技术，包括如何利用前向检查（Forward Checking）优化约束满足问题（CSP）的求解速度。对于复杂的搜索空间，我们将介绍A搜索算法的核心机制，特别是启发式函数（Heuristic Function）的设计，以及如何确保其可采纳性（Admissibility）以保证找到最优解。 --- 第三部分：面向现代计算的前沿算法与实践（Frontier Algorithms and Modern Practice） 本部分面向需要处理海量数据和高并发场景的工程师，引入高性能计算和前沿研究领域的算法思想。 第九章：高级排序与选择算法：并行化与稳定性 本章超越了O(N log N)的常规排序。我们将研究外部排序算法在内存容量受限时如何工作。针对并行计算环境，我们将剖析并行归并排序的设计思想。对于中位数和K大元素选择，我们将深入分析Quickselect算法的线性时间期望复杂度是如何达成的，并介绍Median of Medians（中位数的中位数）算法保证的最坏情况线性时间选择。 第十章：字符串匹配与文本处理的高效引擎 本章聚焦于高效的文本处理。我们将系统学习KMP算法（及其Next数组的构造优化）、Boyer-Moore算法的“坏字符”与“好后缀”规则的协同工作机制。更进一步，我们将探讨后缀树（Suffix Tree）与后缀数组（Suffix Array）在基因组学和大规模文本索引中的应用，理解它们如何实现高效的最长公共子串查询。 第十一章：概率算法与近似求解 在NP难问题面前，精确解往往遥不可及。本章介绍如何利用概率思想获取高质量的近似解。重点解析蒙特卡洛方法在积分计算和复杂系统模拟中的应用。同时，我们将介绍遗传算法等启发式搜索方法，分析其种群多样性管理与适应度函数的合理设计，以期在计算预算内找到接近最优的解。 第十二章：算法性能调优与实践工程化 本章将理论与实践紧密结合。内容涵盖算法性能的实际瓶颈分析（如内存访问模式、分支预测对性能的影响）。我们将讲解如何使用性能分析工具（Profiler）准确识别热点代码，并讨论如何应用数据导向编程（Data-Oriented Design, DOD）的思想来优化数据布局，从而最大限度地发挥现代CPU的并行处理能力。 --- 本书的价值定位： 《算法与数据结构精通指南》的目标读者是具有一定编程基础（不限于特定语言，而是理解程序执行模型）的在职软件工程师、系统架构师以及高年级计算机科学专业的学生。本书假设读者已经熟悉基础编程概念，渴望突破“会用”到“精通设计与优化”的壁垒。通过本书的学习，读者将不再满足于库函数的直接调用，而是能够根据系统需求，从零开始设计和验证最优的计算模型，为构建下一代高性能、高可靠性的软件系统打下不可动摇的理论和实践基础。

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我花了整整一个周末的时间，才算是粗略地浏览完了这本书的框架结构，给我的感觉，这本书更像是一部详尽的技术手册，而不是一本让你读起来津津有味的“小说”。它的语言风格极其精炼，有时候甚至可以说是“惜字如金”，每一个公式、每一个代码片段的出现，都显得逻辑缜密，仿佛经过了无数次打磨和推敲。我特别欣赏它在讲解那些晦涩难懂的指针概念时所采取的图示方法，那些抽象的内存模型，在书中通过一些非常巧妙的图形化表达，一下子就变得清晰明了，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是醍醐灌顶。不过，也正因为这种极致的严谨性，我感觉它对完全没有编程基础的新手可能不太友好，它不会花大量篇幅去反复铺垫那些最基础的概念，而是默认你已经具备一定的逻辑思维基础，然后直接将你带入到C语言的核心机制中去深挖。这本书的价值，我觉得更适合那些已经初步接触过编程，渴望系统性地、深入地理解C语言底层运作原理的进阶学习者，它提供了一个坚实的地基，让你去构建自己的编程大厦。

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这本书给我的整体感觉是，它不是那种为了凑字数而堆砌内容的教材，每一个字、每一个代码行似乎都承载着作者多年教学和实践的经验结晶。我个人对它处理异常处理和错误校验的部分印象尤其深刻，它没有将这部分内容简单地归为一个独立的、容易被忽略的章节，而是将其有机地融入到每一个关键的函数和模块的讲解之中，时刻提醒读者，健壮的程序设计是从一开始的细微之处抓起的。阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的大师傅，在你编写程序的每一个关键节点停下来，告诉你：“这里可能有陷阱，你要这样处理才稳妥。” 它的深度足以让一个本科计算机专业的学生在毕业设计时都能找到可以引用的思路和方法，而它的广度，又保证了即便是从事底层驱动开发或者系统编程的人士，也能从中汲取到宝贵的养分。总而言之，这是一部值得反复研读、并能在不同人生阶段带来新领悟的工具书。

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坦白说，刚开始接触这本书的时候，我有些被它的体量吓到，感觉像是在面对一座需要攀登的高山。它的章节划分和内容的递进关系处理得非常巧妙，从最底层的位操作，逐步过渡到复杂的内存管理，再到面向过程编程的高级应用，每一步的跨越都显得水到渠成，尽管难度在不断增加，但作者总能用一种循序渐进的方式引导读者。我注意到，在涉及到一些硬件交互的概念时，它并没有回避，而是非常坦诚地指出了标准C语言的局限性，并引申出了一些特定编译器的扩展功能。这种对语言边界的清晰界定，避免了学习者在不同环境切换时产生的困惑。这本书最让我感到“物超所值”的地方在于，它似乎囊括了不同年代C语言编程思想的精华，既有对经典语法的坚守，也有对现代编程范式的兼容思考，这使得它具有了非常长的生命周期，不会因为新的语言标准出台而立刻贬值。

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这本书，初次拿到手的时候，就被它那厚实的分量和沉甸甸的压感给震撼到了。我当时心里就在嘀咕，这可不是一本简单的入门教材啊，光是看着封面上的“三合一精典版本”几个大字，就让人对里面的内容充满了期待和敬畏。作为一个在C语言学习的泥潭里摸爬滚打了一阵子的“老油条”，我深知基础知识的重要性，但更清楚实践经验的积累才是王道。这本书的排版和设计，给我的第一印象是那种严谨、务实的理工科书籍的风格，没有太多花哨的装饰，直奔主题。拿到手翻开目录，那种扑面而来的知识点的密集感，就让我知道，这绝对不是那种只停留在概念层面讲讲的轻松读物，它似乎在用一种无声的方式告诉我：“想学好C语言，你得下苦功夫。” 我尤其关注了它在数据结构和算法部分的处理方式，希望它能提供一些不同于传统教材的视角，毕竟，程序设计的高下，最终还是要体现在对效率和逻辑的掌控上。这本书能否真正担得起“精典”二字，还得在接下来的时间里，通过我的实践和检验才能下定论，但至少，它成功地在我心中种下了一个“硬货”的印象。

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这本书的装帧和印刷质量，让我感受到了一种对知识本身的尊重。纸张的质地不是那种光亮的铜版纸，而是偏向于哑光和略带粗粝感的书纸，这使得长时间阅读时眼睛的疲劳感得到了很好的缓解，这一点对于需要长时间对着书本敲代码的人来说，简直是福音。更值得一提的是，书中穿插的那些实战案例，它们往往都不是那种教科书上常见的“Hello World”或者简单的计算器程序，而是涉及到了文件I/O、网络编程的初步概念，甚至是嵌入式系统中的一些基础控制逻辑的模拟。我尝试着跟着书中的一个关于缓冲区管理的例子进行复现，发现它不仅给出了代码，更深入地分析了不同操作系统环境下，该代码可能存在的性能瓶颈和优化方向。这种“知其然，更知其所以然”的讲解模式，极大地提升了我的编程思维的广度，让我意识到，写出能运行的代码只是第一步，写出健壮、高效的代码才是真正的挑战。这本书，确实是在“教你如何思考”而不是简单地“教你如何写代码”。

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