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出版者:浦东电子出版社

作者:舒红梅

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:29.80元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787900346537

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• C++
• 程序设计
• 教程
• 入门
• 编程
• 计算机
• 教材
• 学习
• 算法
• 数据结构

深入探索数据结构与算法：高效编程的基石 本书聚焦于计算机科学的核心领域——数据结构与算法，旨在为读者提供构建高效、可扩展软件系统的坚实理论基础与实践技能。 第一部分：数据结构的原理与实现 本书的开篇部分将系统地梳理和剖析各种基础与高级数据结构，强调其背后的数学原理、内存布局以及在实际应用中的适用场景。 1. 线性结构的高级应用： 数组与动态数组（Vector）： 不仅仅是基础的内存块，我们将深入探讨动态数组的内存重分配策略（Amortized Analysis），以及如何在不同编程语言环境中优化其访问性能。 链表家族的深度解析： 从单向链表到双向链表，再到循环链表，不仅讲解其插入、删除操作的机制，更重要的是对比它们在内存碎片化处理和缓存一致性方面的优劣。特别地，会探讨“哨兵节点”（Sentinel Node）在简化边界条件处理中的作用。 栈与队列的抽象与应用： 超越 LIFO/FIFO 的基本定义，本书将着重于这些抽象数据类型（ADT）在实际问题中的建模能力，例如使用队列实现广度优先搜索（BFS），以及使用栈实现递归调用的显式管理。 2. 非线性结构的基石：树与图 树结构精讲： 二叉树的遍历艺术： 深入剖析前序、中序、后序以及层序遍历的递归与迭代实现，并比较其在表达式解析中的实际应用。 平衡搜索树的奥秘： 详细介绍 AVL 树 和 红黑树 (Red-Black Tree) 的旋转与重新着色操作。我们会用大量的图示来分解复杂的左旋、右旋和双旋过程，确保读者理解平衡因子维护的严谨性。我们还会讨论它们在标准库实现（如 C++ STL 的 `std::map` 和 `std::set`）中的核心地位。 B 树与 B+ 树： 专注于这些在外部存储（磁盘 I/O）优化中至关重要的结构，解释其多路查找的优势，这对于理解数据库索引机制至关重要。 图论的广阔天地： 图的表示法： 深度对比邻接矩阵与邻接表在不同稀疏度图中的空间和时间复杂度差异。 图的遍历算法： 详尽阐述 深度优先搜索 (DFS) 和 广度优先搜索 (BFS)，并讨论它们在迷宫求解、连通分量查找中的应用。 最短路径算法的演进： 完整覆盖 Dijkstra 算法（非负权边）、Bellman-Ford 算法（处理负权边和负权环检测），以及 Floyd-Warshall 算法（计算所有顶点对之间的最短路径）。 第二部分：算法设计与分析的严谨性 本部分旨在培养读者从问题抽象到高效算法实现的思维链条，重点在于算法选择的合理性与性能分析的准确性。 3. 算法分析的量化标准： 渐近分析的哲学： 严格定义大 O、大 Ω 和 Θ 记号，并提供实际代码片段来演示如何通过“最坏情况分析”确定算法的性能上限。 递归关系的求解： 重点讲解主定理（Master Theorem）的三个案例，及其在分析分治算法（如归并排序、快速排序）时间复杂度时的直接应用。 4. 核心排序算法的性能博弈： 基础排序的局限性： 深入分析插入排序、选择排序和冒泡排序，理解它们在 $O(N^2)$ 复杂度下的常量因子优化意义。 高效排序的艺术： 归并排序 (Merge Sort)： 强调其稳定性和 $O(N log N)$ 的保证，并讨论其需要额外空间的代价。 快速排序 (Quick Sort)： 详细分析“划分”（Partition）操作的实现细节（Lomuto vs. Hoare 划分），并讨论如何通过随机化枢轴（Pivot）来有效避免最坏情况的发生。 线性时间排序的可能性： 探讨计数排序、基数排序和桶排序，明确它们在特定输入约束下的 $O(N+k)$ 优势。 5. 算法设计范式的掌握： 贪心算法 (Greedy Approach)： 通过活动安排问题和霍夫曼编码（Huffman Coding）的实例，展示局部最优选择如何导向全局最优解的条件。 动态规划 (Dynamic Programming - DP)： 强调 DP 的两大核心特征——最优子结构和重叠子问题。我们将通过经典的背包问题（0/1 和完全背包）、最长公共子序列 (LCS) 和矩阵链乘法，展示自底向上（Tabulation）和自顶向下（Memoization）的实现差异与效率权衡。 分治策略的典范： 再次回顾快速排序和 Strassen 矩阵乘法，分析其如何通过递归分解问题来降低复杂度。 第三部分：高级主题与实际工程考量 本部分将内容提升至更贴近现代计算的需求，涉及更复杂的结构和性能优化技术。 6. 散列技术的精妙： 冲突解决策略的实战对比： 详尽比较链式法、开放寻址法（线性探测、二次探测、双重散列），并分析它们对装载因子（Load Factor）的敏感性。 完美哈希与一致性哈希： 探讨在特定场景下如何实现查找时间复杂度严格为 $O(1)$ 的散列结构，以及一致性哈希在分布式系统中的重要性。 7. 图算法的深度挖掘： 最小生成树 (MST)： 完整实现和对比 Prim 算法（基于优先队列，适用于稠密图）和 Kruskal 算法（基于并查集，适用于稀疏图），重点讲解 Kruskal 算法中 Disjoint Set Union (DSU) 的路径压缩和按秩合并优化。 拓扑排序 (Topological Sort)： 应用于有向无环图 (DAG)，讲解基于 DFS 和 Kahn 算法（基于入度）的实现，并讨论其在项目调度中的应用。 8. 进阶主题：性能优化与内存管理 并查集 (DSU) 的工程实现： 深入剖析路径压缩和按秩合并如何使平均时间复杂度趋近于几乎常数的 $alpha(N)$（反阿克曼函数）。 堆结构的应用： 不仅限于优先队列，还将探讨堆在构建堆排序时的 $O(N log N)$ 性能保证，以及如何利用二项堆或斐波那契堆在特定场景下优化 Dijkstra 算法的性能。 本书力求通过严谨的理论推导、清晰的伪代码以及与实际编程环境相结合的案例分析，使读者真正掌握设计和实现高性能计算解决方案所必需的工具箱。

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这本书的排版和图文编排，简直是视觉享受中的一股清流。很多技术书籍为了塞进更多内容，页边距窄得像要挤爆文字，阅读起来非常费劲，时间长了眼睛干涩难受。但这本教程在版式设计上明显下了功夫，留白得当，字体选择清晰易读，关键术语和代码块都有明确的颜色和背景区分，层次感非常清晰。特别是当涉及到复杂的数据结构（比如链表或者树的遍历过程）时，它配的流程图和结构图清晰到令人赞叹，比我以前看过的任何一本纸质书都要直观得多。这种注重阅读体验的设计，真的体现了作者对读者付出的尊重。在这种舒适的阅读环境下，我能更长时间地专注于理解那些原本可能令人生畏的复杂逻辑，可以说，好的装帧设计，无形中提升了我的学习效率。

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我是一个追求效率的实践派，看书最怕的就是那种纯理论堆砌、代码示例过时或者运行起来一堆奇奇怪怪环境错误的教材。这本书在这方面做得相当专业和现代。它的所有代码示例都经过了精心调试，我直接复制粘贴到我的IDE里就能完美运行，这极大地节省了我的调试时间。更值得称赞的是，这本书在讲解完一个核心概念后，总会紧接着设计一个“迷你项目”或者“实战练习”，这些练习并非简单的输入输出，而是贴近实际应用场景的小工具，比如一个简单的文件解析器或者一个基于控制台的库存管理系统。通过动手实践这些例子，我才真正理解了知识点是如何串联起来形成一个完整软件流程的。这种“学一点，用一点”的教学节奏，让我始终保持着学习的动力，而不是被动地接收知识。对于自学者而言，这种即时反馈的学习闭环，是提升信心的关键。

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老实说，市面上讲C++的书汗牛充栋，很多都恨不得把最新的STL特性和模板元编程一股脑全塞给你，读起来晦涩难懂，让人望而却步。但这本书的妙处就在于它的“取舍有度”。它没有急于展示C++的所有花哨功能，而是把C++作为C语言的自然延伸来介绍，重点放在了如何利用面向对象思想来组织和管理更大型的项目。我印象最深的是它对比C和C++特性的章节，通过实际案例展示了类、继承和多态如何让代码的维护性和复用性大大提高。书中对于内存管理的讲解也特别到位，没有简单地停留在`new`和`delete`的使用上，而是深入到了堆栈的概念，这对于理解现代C++的底层机制非常有帮助。虽然它的深度可能不及那些专门针对资深开发者的深度书籍，但对于想扎实掌握面向对象范式并准备好进阶学习的人来说，它提供了一个完美的中坚力量平台，结构紧凑，重点突出，绝不拖泥带水。

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这本《C和C++语言程序设计教程》简直是为我量身定做的入门宝典！我之前对编程完全是小白一个，光是看到那些复杂的代码符号就头疼，更别提什么指针、面向对象这些概念了。这本书的叙述方式非常平易近人，作者似乎非常理解初学者的困惑，总能在关键的地方用最直白的比喻把抽象的概念讲得明明白白。特别是它对C语言基础部分的讲解，细致入微，从变量声明到流程控制，每一步都配有清晰的图示和代码示例，让我感觉自己不是在啃一本技术手册，而是在跟着一位耐心细致的老师学习。我特别喜欢它穿插在章节末尾的“编程思维小贴士”，这些不是单纯的代码技巧，而是关于如何结构化思考问题的方法论，这对我建立正确的编程观起到了至关重要的作用。读完前几章，我已经能独立写一些小程序了，那种“我能让计算机听懂我的指令”的成就感，完全得益于这本书扎实的讲解基础。我敢说，对于想从零开始接触C/C++的读者来说，这本书的上手难度控制得非常出色，它成功地降低了编程的入门门槛。

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对于已经掌握了部分编程语言基础，希望系统性地整合C和C++知识体系，特别是那些打算从事系统级开发或嵌入式领域的朋友，这本书的架构布局提供了一个绝佳的参考框架。它不仅仅是两种语言的简单罗列，而是巧妙地勾勒出了C语言的底层控制能力如何与C++的高级抽象能力进行有效协作的路径。书中对于C++模板的高级应用介绍得非常克制而精准，没有陷入过度设计的泥潭，而是聚焦于如何利用模板实现泛型编程，提升代码的通用性，这正是在高性能计算和库开发中至关重要的能力。另外，它还涉及了一些关于编译链接过程的科普性内容，这对于理解为什么某些代码在特定环境下会报错，提供了宏观的视角。总而言之，这本书的价值在于其体系的完整性和对实际工程需求的深刻理解，它教的不仅仅是语法，更是一种严谨的工程思维方式。

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