麵嚮對象程序設計與Java語言 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:周曉聰

出品人:

頁數:415

译者:

出版時間:2004-3-1

價格:37.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787111138334

叢書系列:

圖書標籤:

• Java
• Java
• 麵嚮對象
• 程序設計
• 編程
• 計算機科學
• 軟件工程
• 教學
• 教材
• 入門
• 基礎

深入理解現代軟件開發基石：一個關於數據結構與算法的嚴謹探索 書名：深入理解現代軟件開發基石：一個關於數據結構與算法的嚴謹探索 內容提要 本書旨在為計算機科學的初學者和有一定編程基礎的開發者，提供一套全麵、深入且具有實踐指導意義的數據結構與算法知識體係。在當今快速迭代的軟件工程領域，高效地組織和處理數據，以及設計齣性能卓越的算法，是構建復雜、可擴展係統的核心能力。本書摒棄瞭過於理論化或晦澀難懂的陳述，轉而采用一種以問題驅動、注重工程實踐的敘述方式，引導讀者從底層原理齣發，逐步掌握解決實際計算難題的思維模式和工具箱。 第一部分：計算思維與基礎構建 本部分聚焦於為後續的復雜結構打下堅實的理論基礎和編程思維準備。 第一章：計算思維的建立與問題分解 本章首先探討什麼是計算思維，它如何指導我們有效地將現實世界的問題轉化為計算機可以處理的邏輯模型。我們將介紹算法的正式描述、正確性、終止性以及效率評估的基本概念，包括大O、Ω和Θ記法在實際應用中的精確解讀。內容側重於如何通過精確的抽象來識彆問題的關鍵約束和性能瓶頸。 第二章：初識數據組織：數組與綫性結構 我們將從最基礎的靜態數組開始，深入分析其內存布局、隨機訪問的優勢與限製。隨後，詳細探討動態數組（如C++的`std::vector`或Java的ArrayList的底層實現機製），特彆是其在容量管理和元素插入/刪除時的攤還分析。綫性結構的高級應用，如循環數組和雙嚮鏈錶，將被引入，分析它們在特定場景下（如內存連續性要求或雙嚮遍曆需求）的優劣勢。 第三章：堆棧與隊列：操作的藝術 本章專注於抽象數據類型（ADT）的實現與應用。堆棧（Stack）部分將通過實際案例，如錶達式的有效性檢查、中綴轉後綴/前綴錶達式的轉換，展示其“後進先齣”（LIFO）原則的強大威力。隊列（Queue）部分則聚焦於“先進先齣”（FIFO）的應用，包括廣度優先搜索（BFS）的基礎鋪墊和任務調度的模擬。特殊形態的隊列，如雙端隊列（Deque）的實現和應用場景也將被剖析。 第二部分：高效的搜索與排序 排序和搜索是算法設計中的基石。本部分將係統性地審視各種算法的性能特徵和適用環境。 第四章：經典排序算法的性能剖析 從冒泡、選擇、插入等基礎排序算法開始，分析它們的穩定性和時間復雜度。隨後，我們將進入更高級的比較排序算法：快速排序（Quicksort）的樞軸選擇策略及其平均與最壞情況分析；歸並排序（Mergesort）的穩定性保證與分治法思想的完美體現。最後，對堆排序（Heapsort）進行詳盡講解，強調其基於堆數據結構的原地（in-place）排序特性。 第五章：非比較排序與特定場景優化 針對特定類型的數據集（如整數範圍有限），本章介紹計數排序（Counting Sort）、基數排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort）。這些算法在滿足特定前提時，可以實現綫性時間復雜度，是對傳統比較排序的有力補充。 第六章：搜索算法的深度與廣度 綫性搜索和二分搜索是基礎中的基礎，本章將嚴格論證二分搜索的適用前提（單調性）及其對有序數據結構的依賴。針對大規模數據的場景，我們將引入B樹和B+樹的結構，它們是數據庫索引和文件係統設計的核心，分析其平衡性如何保證高效的磁盤I/O操作。 第三部分：非綫性數據結構的精妙設計 非綫性結構是處理復雜關係數據的關鍵。本部分將重點講解樹和圖結構。 第七章：樹形結構的深入探索 本章從二叉樹開始，詳細闡述其遍曆方法（前序、中序、後序）。隨後，深入到二叉搜索樹（BST）的動態操作（插入、刪除、查找）及其在最壞情況下的性能退化問題。為解決退化，我們將嚴謹地介紹自平衡樹的概念，重點剖析AVL樹和紅黑樹（Red-Black Tree）的鏇轉和重新著色機製，理解它們如何在保證對數時間復雜度的同時，維持結構平衡。此外，Trie樹（前綴樹）在字符串匹配和字典實現中的高效性也將被展現。 第八章：堆（Heap）結構與優先級隊列 堆不僅是排序算法的基礎，更是一種核心的優先級隊列實現。本章將詳細講解最大堆和最小堆的構建過程（Heapify），以及如何利用堆的特性在$O(log n)$時間內完成插入和提取最大/最小元素的操作。這在諸如Dijkstra算法和Prim算法等圖論應用中至關重要。 第九章：圖論基礎與遍曆策略 圖（Graph）是錶示復雜網絡關係的最通用模型。本章定義瞭圖的基本術語（有嚮圖、無嚮圖、權重、連通性）以及鄰接矩陣和鄰接錶兩種主要錶示方式的優劣對比。重點講解圖的兩種核心遍曆算法：深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS），並演示它們在拓撲排序、查找路徑中的實際應用。 第十章：圖論核心算法與最短路徑 本章進階探討圖算法。首先深入解析Dijkstra算法在單源最短路徑問題中的應用，並探討其在處理負權邊時的局限性。隨後，介紹Bellman-Ford算法，理解其通過鬆弛操作檢測負權環的能力。對於所有頂點對的最短路徑問題，弗洛伊德-沃夏爾（Floyd-Warshall）算法的動態規劃思想將被詳細闡述。最小生成樹（MST）則通過Prim算法和Kruskal算法的貪心策略實現，對比它們在不同圖結構下的效率差異。 第四部分：高級主題與算法範式 本部分著眼於更抽象的算法設計思想和數據結構的應用邊界。 第十一章：動態規劃：優化重疊子問題 動態規劃（DP）被譽為解決復雜優化問題的利器。本章通過斐波那契數列的優化計算開始，逐步引入背包問題（0/1和完全背包）、最長公共子序列（LCS）等經典DP問題。重點在於如何識彆“最優子結構”和“重疊子問題”，並構建正確的狀態轉移方程。 第十二章：貪心算法的有效性 貪心算法以其簡潔和高效著稱，但其正確性需要嚴格證明。本章通過活動安排問題、霍夫曼編碼（Huffman Coding）等案例，闡述貪心選擇性質和最優子結構的驗證過程，清晰界定貪心策略適用的邊界。 第十三章：散列錶（哈希錶）的底層機製與性能保證 散列錶是現代編程中不可或缺的高速查找結構。本章深入剖析哈希函數的構造原則（均勻性、雪崩效應），以及如何通過鏈地址法（Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測和雙重散列）來解決衝突。詳細分析裝載因子（Load Factor）對性能的影響，並討論如何設計齣接近常數時間復雜度的查找、插入和刪除操作。 附錄：實踐工具箱 附錄提供瞭在主流編程語言環境下實現上述核心數據結構和算法的模闆代碼（側重於接口定義與核心邏輯的抽象），並附有性能測試和基準化的初步指南，鼓勵讀者將理論知識轉化為可運行、可驗證的工程實踐。 本書結構嚴謹，注重原理與應用的統一，旨在培養讀者麵對未知計算難題時，能夠係統性地選擇、設計並實現最優數據結構和算法的能力。

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學校用這本書來當教材坑死一大片。

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