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出版者:机械工业出版社

作者:张玲 编

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2000-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787111159315

丛书系列:

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《数据结构与算法导论》 书籍简介 本书是一本全面、深入、且极具实践指导意义的经典教材，旨在为读者构建坚实的数据结构与算法基础。在信息技术飞速发展的今天，无论是软件工程、人工智能、大数据分析还是高性能计算，数据结构和算法都是支撑一切计算活动的核心基石。本书以清晰的逻辑、严谨的数学分析和丰富的代码示例，系统地介绍了计算机科学中最基本和最重要的结构与方法。 第一部分：基础回顾与分析方法 本书伊始，我们首先对必要的数学知识和初步的编程概念进行回顾，确保读者具备必要的预备知识。随后，我们引入了算法效率分析的核心工具——渐近记号（大O、Ω、Θ）。我们将深入探讨如何通过时间复杂度和空间复杂度来量化和比较不同算法的性能。这部分内容不仅仅是理论介绍，更会结合实际的计算场景，展示如何利用数学工具准确地预测程序在海量数据下的表现。我们还将介绍递归的概念及其求解技巧，特别是主定理（Master Theorem）在分析分治算法时的应用，为后续更复杂的算法学习打下坚实的基础。 第二部分：核心线性与非线性数据结构 本部分是本书的重点，详细阐述了构建和组织数据的基本模型。 1. 数组与链表： 我们将对比静态数组和动态数组的优劣，随后深入剖析单向链表、双向链表和循环链表的底层实现、插入、删除和遍历操作的效率差异。特别地，我们会探讨链表在模拟栈和队列结构时的优势。 2. 栈与队列： 这两种基本抽象数据类型（ADT）是程序控制流和任务调度的核心。我们将展示栈如何用于表达式求值、函数调用堆栈的实现，以及队列（包括循环队列和优先队列）在缓冲区管理和广度优先搜索中的关键作用。优先队列的实现将着重于使用堆（Heap）结构。 3. 树结构： 树是处理层次化数据的最自然方式。本书详细讲解了二叉树的遍历方法（前序、中序、后序），并重点分析了二叉搜索树（BST）的平均和最坏情况性能。为了确保搜索效率，我们花费大量篇幅讲解了平衡二叉树，包括AVL 树和红黑树（Red-Black Tree）的详细旋转与再平衡机制，这是许多现代数据库和文件系统中索引结构的基础。此外，我们还会介绍B 树和 B+ 树，它们是磁盘存储系统和关系型数据库索引的基石。 4. 散列表（哈希表）： 散列表提供了近乎 $O(1)$ 的平均查找时间，是高效数据存储的关键。我们将深入探讨哈希函数的设计原则，以及如何有效地处理冲突，包括链式法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing）（线性探测、二次探测和双重散列）。本章还会涉及负载因子和加载极限对性能的影响。 第三部分：高效排序与搜索算法 本部分聚焦于如何快速地组织和检索数据。 1. 比较排序算法： 我们将系统地实现和分析经典的排序算法，包括冒泡排序、插入排序和选择排序。随后，重点分析效率更高的分治排序方法，如归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort），并讨论快速排序中枢元选择对性能的关键影响。我们还将介绍堆排序，它利用堆结构在原地完成高效排序。 2. 非比较排序： 对于特定类型的数据，非比较排序能达到线性时间复杂度。本书会详细介绍计数排序（Counting Sort）、基数排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort）的工作原理和适用场景。 3. 搜索算法： 除了基于树结构的搜索外，我们还将分析二分查找的精确实现及其在有序数组上的效率。 第四部分：图算法的深度探索 图结构用于建模复杂的关系网络，是网络科学、路由选择和社交媒体分析的核心。 1. 图的表示： 详细对比邻接矩阵和邻接表在不同图稀疏度下的优缺点和空间开销。 2. 图的遍历： 系统阐述广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的机制，并展示它们在连通性检测、拓扑排序（针对有向无环图 DAG）中的应用。 3. 最短路径问题： 这是图论中最核心的应用之一。我们将分析Dijkstra 算法用于解决单源最短路径问题，并探讨在包含负权边的图上如何使用Bellman-Ford 算法，以及如何通过Floyd-Warshall 算法解决所有对最短路径问题。 4. 最小生成树（MST）： 详细讲解如何使用Prim 算法和Kruskal 算法在带权无向图中找到成本最低的连接方案。 第五部分：高级算法设计范式 本书的最后一部分将引导读者掌握解决复杂问题的通用设计哲学。 1. 贪心算法（Greedy Algorithms）： 介绍贪心选择性质和最优子结构，并通过活动安排问题、霍夫曼编码等实例展示其简洁高效的特性。 2. 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 阐明 DP 的核心思想——避免重复子问题的计算。通过斐波那契数列、背包问题（0/1 和分数背包）、最长公共子序列等经典案例，细致剖析状态定义、转移方程的建立过程以及自底向上的实现技巧。 3. 摊还分析（Amortized Analysis）： 针对那些操作成本在短时间内可能很高，但在长时间序列中平均成本很低的结构（如动态数组的扩容、斐波那契堆），本书将引入摊还分析方法，提供更精确的性能评估视角。 特色与目标 本书的每一章都配有大量的理论证明、伪代码描述，以及使用主流编程语言（如 C++ 或 Java）实现的完整、可运行的代码示例。我们强调算法的正确性、效率和实际工程中的取舍。通过本书的学习，读者不仅能熟练掌握现有的数据结构和算法，更能培养出一种结构化的思维方式，使他们在面对任何新的计算挑战时，都能够设计出优雅、高效的解决方案。本书适合于计算机科学、软件工程、电子信息工程等专业的本科生、研究生，以及希望系统提升编程能力和算法素养的专业技术人员。

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内容深度的广度和精度达到了一个令人惊叹的平衡点。它既没有流于表面，简单地罗列一些基础词汇，也没有陷入过度深奥的泥潭，让人望而却步。作者似乎精准地拿捏住了当前行业最前沿和最核心的需求，所选取和阐释的词汇、短语和语境，无一不紧密贴合实际开发、论文阅读以及国际会议交流中的高频场景。我惊喜地发现许多我在实际工作中遇到但又找不到准确表述的“模糊地带”，在这本书中得到了清晰而权威的界定。特别是对那些随着技术发展不断演进的新兴术语的收录和解释，显示出编者团队极强的动态跟踪能力，保证了这本书的时效性和前瞻性，这使得它不仅仅是一本“教材”，更像是一份“活的”行业语言手册。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，那种沉稳中带着现代感的蓝灰色调，每一次翻开都像是在进行一次精心设计的阅读仪式。我尤其欣赏它在细节上的处理，比如页眉页脚的字体选择，既保证了信息的清晰传达，又不会抢了正文的风头，恰到好处地融入了整体的视觉体验中。装帧质量也是一流的，书脊的处理非常牢固，即便是频繁翻阅查阅，也没有出现任何松动的迹象，这对于一本工具书来说至关重要。纸张的选择也十分考究，那种略带哑光的质感，有效地减少了阅读时的反光，长时间盯着看眼睛也不会觉得特别疲劳，这一点对于需要长时间专注学习的读者来说，简直是福音。更别提它内嵌的一些设计巧思，比如在关键术语旁边用不同深浅的灰色背景做了区块区分，让那些需要重点记忆的概念一下子就能抓住眼球，这种用心程度，绝非一般出版社能比拟。每次合上它，都能感受到一种厚重而又精致的工艺感，不只是一本知识的载体，更像是一件值得收藏的案头艺术品。

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结构组织上，这本书展现出一种近乎于建筑学的严谨逻辑性。它的章节划分并非简单的线性堆砌，而是遵循着一个清晰的知识层级结构，从基础的语法逻辑到高级的应用场景，层层递进，环环相扣。初学者可以沿着目录稳扎稳打地建立起知识体系，而有一定基础的读者，也可以直接定位到自己需要的特定模块进行查阅，索引系统的设计也非常高效，查找效率极高。特别值得称赞的是，它在章节之间的衔接处理，总能巧妙地埋下伏笔或进行前后呼应，让人感觉知识点之间并非孤立存在，而是构成了一个密不可分的整体网络。这种全局观的构建，对于理解计算机科学的系统性思维至关重要，它引导你看到的不仅是单个词汇的意思，更是它们在整个技术语境下的功能和作用，这种结构上的匠心，是衡量一本工具书是否真正实用的试金石。

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这本书的语言风格极其鲜明，它没有采用那种教科书式的冷硬和枯燥，反而渗透着一种对技术细节的深切热情。作者在阐述复杂概念时，仿佛是一位经验丰富的行业前辈在耳边娓娓道来，那种娓娓道来的叙事感，让原本晦涩难懂的专业术语变得异常平易近人。比如，在解析某个复杂的算法流程时，他会先用一个形象的比喻来搭建起读者的认知框架，然后再逐步引入精确的英文表述，这种“先易后难”的过渡处理，极大地降低了初学者的心理门槛。读起来完全没有那种“在啃石头”的感觉，更多的是一种探索未知领域的兴奋感。而且，作者的幽默感也把握得恰到好处，偶尔冒出的那种带着自嘲意味的评论，总能让人会心一笑，瞬间拉近了与文字的距离，使得学习过程充满了乐趣，而不是负担。

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这本书带给我的最大价值，在于它对我学习方法的重塑和对学习态度的激发。它不仅仅提供“是什么”（What），更侧重于“为什么”（Why）和“如何用”（How）。在讲解那些拗口的专业术语时，作者总是会深入到其背后的技术原理，并提供多个来自不同应用领域的例句，这迫使我不能停留在死记硬背的层面，而是必须去理解其在实际应用中的语境和变体。这种深度介入式的学习体验，极大地提升了我分析和运用专业语言的能力。它像是一个高质量的“教练”，不断地用精确的反馈和丰富的实例来打磨我的语言直觉，让“翻译”的动作逐渐内化成“直接理解”的过程，这对于提升我的专业沟通效率具有不可估量的帮助。可以说，它改变了我对学习专业英语的枯燥认知，让它变成了一种主动探索和解决问题的过程。

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