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出版者:云南人民出版社

作者:彭爱华

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2003-3-1

价格:24.80

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787900327192

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 电脑入门
• 电脑基础
• 办公软件
• Windows系统
• 电脑操作
• 信息技术
• 数字化学习
• 全民学习
• 新手指南
• 电脑教学

好的，这是一本关于高级数据结构与算法设计的图书简介。 --- 精通复杂系统：深度优化与前沿算法实践 面向对象： 本书面向具有一定编程基础，渴望在软件性能、系统效率和复杂问题解决能力上取得突破的资深开发者、系统架构师、算法工程师以及计算机科学专业的进阶学生。它不再是关于“如何使用软件”的基础指南，而是关于“如何设计、优化和构建支撑现代复杂系统的核心逻辑”的深度钻研。 图书核心定位： 在当今信息爆炸与算力受限的背景下，效率和优化成为软件生存的基石。本书聚焦于超越基础应用层面的数据组织、信息检索与计算模型优化。我们将深入探讨那些在操作系统内核、高性能计算（HPC）、大规模分布式系统、机器学习框架以及实时交易系统等尖端领域不可或缺的核心算法与数据结构。 第一部分：高级数据结构——超越链表与树的维度 本部分旨在彻底革新你对数据存储和访问模式的认知。我们不再满足于基础的二叉搜索树或哈希表，而是深入到那些能解决特定性能瓶颈的定制化结构。 1. 内存访问优化与缓存感知的数据结构： 探讨现代CPU缓存（L1, L2, L3）的工作原理，如何通过重新组织数据布局来最大化缓存命中率。重点剖析B+树（在数据库索引中的应用）、Skip Lists（在并发环境下的高效性）以及Tries的变种（如Radix Trees）。介绍B-树族（B树、B+树、B树）的内部平衡机制，及其在磁盘I/O受限场景下的统治地位。 2. 空间划分与高效检索结构： 针对高维数据和地理空间计算，我们将详细解析K-D 树、R 树及其变体（如R树）的构建、分裂与查询算法。对比它们在范围查询和最近邻搜索（Nearest Neighbor Search, NNS）中的性能差异和适用场景。 3. 集合与图论的深度结构： 深入探讨Disjoint Set Union (DSU)的路径压缩与按秩合并的优化细节，以及其在连通性问题中的极致效率。在图结构方面，我们将超越基础的DFS/BFS，重点研究高级图存储模型（如邻接矩阵的稀疏化表示、图数据库的底层结构），以及针对大规模图计算（如PageRank、社区发现）所需的数据结构预处理技术。 第二部分：核心算法的性能极限探索 本部分关注如何将理论算法转化为生产级、高吞吐量的实现，重点在于渐进复杂度的突破与常数因子的削减。 4. 排序与查找的非传统方法： 摒弃标准比较排序的$O(N log N)$界限，探索线性时间排序算法（如基数排序、桶排序）在特定数据分布下的威力。重点分析近线性时间算法（如Folded Sort）和并行排序策略。 5. 动态规划与优化技巧的深化： 从基础的背包问题和最长公共子序列出发，深入到状态压缩DP（Bitmask DP）、斜率优化/凸包优化（用于优化二次项转移）和Divide and Conquer Optimization（分治优化），这些是解决复杂区间调度和序列优化问题的关键。 6. 近似算法与随机化方法： 承认某些NP-难问题在实际中无精确解，本书介绍解决这些问题的工程化手段。详细讲解近似比保证的算法设计（如贪心策略的证明），以及蒙特卡洛方法和拉斯维加斯算法在优化搜索空间和提高平均性能方面的应用，包括局部敏感哈希（LSH）在近似最近邻搜索中的应用。 第三部分：并发、并行与分布式环境下的结构挑战 现代计算的本质是多核与集群，数据结构必须适应这种环境。 7. 并发数据结构设计： 专注于如何设计线程安全且高并发的数据结构。详细剖析无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）结构的底层原理，如使用CAS（Compare-and-Swap）操作实现并发栈、并发队列（如Michael & Scott 队列）。讨论内存屏障（Memory Barriers）对性能和正确性的影响。 8. 分布式数据一致性与结构： 探讨在海量数据分布环境下，如何维护数据结构的一致性。讲解一致性哈希（Consistent Hashing）在负载均衡和节点增减中的关键作用。研究冲突可容忍的复制数据类型（CRDTs），以及它们如何支持高可用性的最终一致性模型。 9. 字符串处理的极致优化： 针对文本处理、生物信息学和网络协议解析，深入研究Aho-Corasick 算法（用于多模式匹配）、后缀树/后缀数组（用于子串查询和重复检测），并讨论如何利用SIMD指令集对字符串操作进行向量化加速。 本书特色与价值： 本书的每一章都紧密结合C++ STL的底层实现细节和Java `java.util.concurrent`包的源码机制，通过大量的性能基准测试（Benchmarking）案例和真实世界的问题重构，演示理论知识如何转化为工程实践中的性能飞跃。读者将学会的不仅仅是“如何使用”这些结构，而是“在什么约束下，应该如何设计和修改”这些核心组件，从而构建出具有极致效率和可扩展性的下一代软件系统。 结论： 阅读本书，你将跨越“实现功能”的门槛，进入“极致优化”的殿堂。它不是一本快速入门手册，而是一份深挖计算机科学“内功心法”的工具箱与思想集，确保你的算法和系统设计能力能够应对未来最严峻的性能挑战。

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