数据结构复习指南与题解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:清华大学出版社

作者:马征兵

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2005-1-1

价格:28.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302076094

丛书系列:

图书标签:

• 数据结构
• 复习
• 指南
• 题解
• 考研
• 算法
• 编程
• 面试
• 学习
• 计算机
• 基础

《现代编程范式与高级算法设计》 本书导言 在信息技术日新月异的今天，软件系统的复杂性与日俱增，对底层数据结构和算法的理解已不再是软件工程师的“加分项”，而是构建高效、可靠、可扩展系统的“基石”。然而，传统的算法与数据结构教材往往侧重于基础概念的罗列与静态分析，难以完全契合当前主流软件工程实践对性能优化、并发处理和抽象设计能力的要求。 《现代编程范式与高级算法设计》正是为应对这一挑战而精心编写的。本书旨在超越基础数据结构的范畴，深入探讨在实际工业界应用中最常用、最具挑战性的高级算法设计思想、复杂数据结构的应用场景，以及如何将这些理论知识融入到现代编程范式的约束之下。本书不仅关注“是什么”，更强调“为什么”和“如何做”，旨在培养读者构建复杂系统的思维框架。 第一部分：高级抽象与泛型编程基石 本部分聚焦于构建高效算法所需的基础设施——强大的抽象能力和可复用的设计模式。 第一章：超越线性与树形：图结构的高级应用与拓扑优化 本章将从图论的数学基础出发，但迅速转向其实际工程应用。我们将深入分析大规模网络（如社交网络、路由协议）中，如何高效地利用稀疏图表示（如邻接表优化、压缩存储）。核心内容包括： 最短路径算法的变体与优化： 重点讨论 $A^$ 搜索在启发式函数设计上的技巧，以及针对动态图环境下的动态最短路径维护策略。 最大流与最小割的工程实现： 介绍 Edmonds-Karp 算法的局限性，并详细讲解 Dinic 算法在实际容量网络（如资源调度、网络流分配）中的性能优势及并行化潜力。 图匹配与覆盖问题： 探讨二分图匹配（如匈牙利算法的高效迭代）及其在任务分配中的应用，并引入更复杂的非二分图匹配的近似算法。 第二章：函数式编程视角下的数据结构设计 现代系统越来越多地采用并发和不可变性设计来提高健壮性。本章探讨如何利用函数式编程（FP）的原则来设计和实现数据结构，以天然支持并发操作。 持久化数据结构（Persistent Data Structures）： 详细介绍如何通过结构共享实现版本控制。重点剖析向量树（Vector Trees，如 HAMT） 和日志结构化树（Log-Structured Trees，如 STM 中的结构） 的内部机制，分析其在事务日志和缓存一致性中的应用。 不可变集合与映射： 深入分析如何使用三路平衡查找树（如 RRB 树）实现高性能的不可变集合和映射，比较其与传统哈希表的冲突解决机制在并发场景下的表现差异。 第二部分：高性能算法与内存优化 本部分专注于处理大数据集和追求极致性能时必须采用的技术，特别是那些与底层硬件特性紧密相关的算法。 第三章：缓存敏感的算法设计与内存层次结构 现代CPU性能瓶颈已从单纯的计算速度转向内存访问延迟。本章旨在教会读者编写“缓存友好”的代码。 空间局部性与时间局部性： 详细解析L1、L2、L3缓存的工作原理及其对算法性能的影响。 外部存储算法（External Memory Algorithms）： 针对无法完全载入内存的大型数据集，讲解B+树及其变体（如LSM-Tree） 的设计哲学，重点分析其在数据库索引和日志系统中的应用。 缓存阻塞技术： 演示如何通过矩阵乘法、快速傅里叶变换（FFT）等经典算法的缓存优化版本，将渐进复杂度不变的算法在实际运行时间上实现数量级的提升。 第四章：概率性数据结构与近似算法 在无法承受精确计算的开销或存储资源极度受限的场景下，概率性结构成为首选。 Bloom Filter 及其变体： 深入探讨其误报率的数学推导，并分析其在分布式缓存（如Memcached）和网络路由表中的应用。 HyperLogLog（HLL）： 详述HLL算法如何仅用极少内存精确估计海量集合的基数（Cardinality Estimation），及其在日志分析和实时去重中的实际部署案例。 Locality-Sensitive Hashing (LSH)： 介绍LSH在处理高维数据（如图像、文本嵌入）时的相似性搜索问题，并分析其在推荐系统中的实际局限与优化手段。 第三部分：并行化、分布式计算与动态优化 本部分将视野从单机性能扩展到多核环境乃至大规模集群。 第五章：并发数据结构与同步机制 在多核处理器成为标配的今天，设计无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）的数据结构至关重要。 原子操作与内存模型： 深入解析现代处理器提供的Compare-And-Swap (CAS) 等原子指令，并结合C++或Java的内存模型，讨论如何安全地构建并发队列和栈。 无锁哈希表设计： 重点剖析基于版本号和链表重构的无锁哈希表，分析其在极端并发负载下的死锁风险规避策略。 屏障（Fences）与内存顺序： 解释在不同硬件架构下，内存访问顺序的重排问题，以及如何使用内存屏障来保证跨线程的数据可见性。 第六章：流处理与在线算法 面对源源不断的数据流，算法必须具备在线处理能力，做出即时决策。 滑动窗口算法与时间序列分析： 讨论如何高效维护一个动态时间窗口内的统计量（如移动平均、最大值），避免在窗口移动时进行全量重计算。 贪心策略与在线调度： 考察诸如著名的List Scheduling等在线调度算法，分析其在资源分配中的遗憾界（Regret Bound）分析，以及如何通过随机化增加性能保证。 结语 本书的编写旨在搭建一座理论与工程实践之间的桥梁。通过对这些高级主题的深入探讨，读者将能够从根本上理解现代复杂系统的性能瓶颈所在，并掌握设计出具备出色扩展性、高并发处理能力和内存效率的软件架构所需的核心技术工具。掌握这些知识，意味着能够驾驭下一代计算挑战。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆