C语言程序设计教程、实验与练习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:杨开城

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:42.00元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787115104786

丛书系列:

图书标签:

• 编程
• C语言
• 程序设计
• 教程
• 实验
• 练习
• 计算机科学
• 编程入门
• 高等教育
• 教材
• 算法

好的，这是一本关于高级数据结构与算法实践的图书简介，它将深入探讨现代计算领域中那些至关重要的底层结构与优化思想。 --- 《架构之魂：高性能计算中的高级数据结构与算法实践》 —— 洞悉复杂系统背后的效率基石 在快速迭代的软件工程世界中，应用层面的框架与库层出不穷，但支撑这一切稳定、高效运行的，永远是那些历久弥新的核心原理——数据结构与算法。本书《架构之魂：高性能计算中的高级数据结构与算法实践》并非一本侧重于基础语法教学的入门读物，而是专为那些已经掌握了基本编程能力（如C++、Java或Python的熟练使用者），渴望突破性能瓶颈、理解现代操作系统与数据库底层机制的中高级开发者、系统架构师及算法工程师量身定制的深度指南。 本书的核心目标是，将理论上的“知道”转化为实践中的“精通”，揭示在极端约束条件下，如何权衡时间复杂度、空间复杂度以及I/O效率，构建出真正具备工业级鲁棒性的解决方案。 第一篇：内存层次与缓存优化（Cache Mastery） 现代CPU的性能提升速度远超主存的速度，这使得“缓存命中率”成为决定程序性能的决定性因素。本篇将彻底解构冯·诺依曼架构下的内存金字塔结构。 深入理解缓存一致性与局部性原理： 我们将超越L1/L2/L3缓存的表面定义，探讨伪共享（False Sharing）的危害，并提供基于SIMD指令集和内存对齐（Padding）的优化案例。 数据布局的艺术（Data-Oriented Design, DOD）： 介绍如何从面向对象（OOP）的思维转向面向数据（DOD）的思维，通过结构体数组（AoS）到数组的结构体（SoA）的转换，最大化缓存行填充效率。 算法重构以适应缓存： 分析矩阵乘法、快速傅里叶变换（FFT）等经典算法的“阻塞化（Tiling/Blocking）”技术，展示如何通过改变迭代顺序，将计算密集型任务转化为I/O友好型任务。 第二篇：超越平衡树——面向持久化与并发的数据结构 传统的二叉搜索树（BST）在面对大规模并发访问和磁盘存储时，其性能会急剧下降。本篇专注于那些专为应对现代挑战而生的结构。 B树、B+树与LSM-Tree的深度剖析： 我们将详细对比这些结构在数据库（如MySQL InnoDB、PostgreSQL）中的应用场景。重点解析LSM-Tree（Log-Structured Merge-tree）的工作原理，如何通过有序的合并操作（Compaction）来优化写性能，并探讨其在NoSQL数据库（如Cassandra, RocksDB）中的实现细节。 并发控制与无锁结构（Lock-Free Structures）： 探讨为什么在多核处理器上，传统的互斥锁（Mutex）会成为性能瓶颈。引入原子操作（CAS, Compare-and-Swap），并构建基于ABA问题的无锁栈和无锁队列的健壮实现，强调内存屏障（Memory Barriers）在保证并发正确性中的关键作用。 Skip List与并发Skip List的性能优势：对比其在Redis等高速缓存系统中的应用，以及如何通过概率性结构实现接近O(log n)的平均性能。 第三篇：图计算与大规模网络分析 当数据关系变得复杂，传统的线性或树形结构便无能为力。本篇将聚焦于高效处理图结构数据的算法与存储方法。 图的表示与遍历优化： 比较邻接矩阵、邻接表以及面向外部存储的压缩稀疏行（CSR）/压缩稀疏列（CSC）格式，重点分析在大型稀疏图上如何选择最佳存储方式。 分布式图计算框架（Pregel/GraphX原理）： 虽然本书不直接实现整个框架，但会深入解析Pregel模型中“顶点中心计算（Vertex-Centric Computation）”的核心思想，以及消息传递机制如何影响迭代效率。 PageRank算法的并行化与收敛性分析： 探讨如何优化迭代过程，减少全局同步的开销，并分析图结构对算法收敛速度的影响。 第四篇：流式处理与近似算法 在物联网和实时大数据场景下，数据是持续不断的流，无法一次性装入内存进行精确计算。 概率性数据结构（Probabilistic Data Structures）： 学习如何在极低的内存消耗下，提供高度准确的近似答案。详述Bloom Filter用于成员查询、HyperLogLog用于基数估计（Cardinality Estimation），以及Count-Min Sketch用于频率统计的数学基础和工程实现。 滑动窗口与时序数据处理： 探讨如何使用高效的队列结构（如双端队列Deque）实时维护复杂的时间窗口聚合，并在不丢失关键信息的前提下进行采样。 本书特色与目标受众 本书的每一章都包含C++（使用现代C++特性如`std::atomic`和指针操作）的实现示例，重点不是编译运行，而是代码结构如何直接映射到性能考量。我们不提供“即插即用”的API文档，而是引导读者理解背后的数学模型和硬件限制。 目标受众： 1. 期望进入高性能计算、金融科技或大型互联网公司后端研发岗位的工程师。 2. 正在设计或维护需要处理百万级并发或PB级数据的分布式系统架构师。 3. 对操作系统、数据库内核实现原理有强烈求知欲的研究生或资深开发者。 《架构之魂》旨在培养读者从“使用工具”到“设计工具”的转变，让您能够真正驾驭代码在硬件上的表现，成为解决“为什么慢”这一核心问题的专家。

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许多年前的教材。开学第一周每晚熬夜读完了。当时的自己很有激情，对未来有许多美好的向往。

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