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出版者:机械工业出版社

作者:黄燕

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:29.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111108818

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 计算机基础
• 计算机应用
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• 办公软件
• 信息技术
• 计算机技能
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• 实践

《算法艺术与数据结构精粹》 导言：驾驭信息洪流，构建智能基石 在信息技术日新月异的今天，数据已成为驱动社会进步的核心动力。然而，原始数据的堆砌并不能直接转化为价值。真正的力量，蕴藏在如何高效地组织、处理和转化这些数据之中。本书《算法艺术与数据结构精粹》旨在揭示计算机科学中最核心、最本质的原理——算法与数据结构。它超越了特定编程语言的表象，深入到计算思维的底层逻辑，为读者构建一套坚固而灵活的“软件骨架”。 本书的创作初衷，是为那些渴望从“代码实现者”跃升为“系统设计者”的工程师、研究人员以及高阶学生提供一本深度而实用的参考手册。我们相信，理解数据结构如何影响性能，掌握算法设计范式如何解决复杂问题，是通往卓越软件工程的必经之路。 第一部分：数据组织的基石——基础数据结构 本部分聚焦于构建高效计算系统的基本“砖块”。我们不会将重点放在对这些结构的简单描述上，而是深入探讨其背后的时间复杂度和空间复杂度分析，以及在不同应用场景下的权衡取舍。 第一章：线性结构的深刻剖析：数组、链表与栈/队列的现代应用 我们从最基础的数组讲起，不仅仅讨论静态数组，更深入探究动态数组（如Vector或ArrayList）的底层内存管理与扩容机制。随后，我们将详细解析单向、双向及循环链表的实现细节，特别是它们在内存碎片化环境下的优势与劣势。栈（Stack）和队列（Queue）作为LIFO和FIFO的基本抽象，其应用将从经典的表达式求值、函数调用堆栈（Call Stack）扩展到更复杂的缓冲区管理和任务调度系统。重点关注：缓存一致性对数组访问性能的影响。 第二章：树的层级与遍历：从二叉树到B树 树结构是处理层次化数据的关键。本书首先系统阐述了二叉树的基本操作，包括深度优先（前序、中序、后序）和广度优先遍历。随后，我们进入平衡查找树的世界。二叉搜索树（BST）的性能瓶颈（最坏情况下的退化）将引导我们进入AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的精妙设计。红黑树作为许多标准库（如`std::map`和`std::set`）的基石，我们将详细剖析其旋转和着色规则如何保证$O(log n)$的查找、插入和删除性能。 第三章：超越线性：哈希表的冲突解决与性能保障 哈希表（Hash Table）是实现平均$O(1)$查找效率的“魔法”工具。本书将重点分析几种主流的冲突解决策略：分离链接法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）。我们还将探讨如何设计高质量的散列函数，以及负载因子（Load Factor）对性能衰减的影响，并介绍如何通过动态调整表的大小来维持高效性。 第二章部分：非线性与复杂关系的建模：图论基础 图论是处理网络、关系和路径问题的核心。本章将图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）进行对比分析，强调在稀疏图和稠密图中的应用侧重。我们将深入研究图的两种基本遍历算法——深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS），并展示它们在连通性判断、拓扑排序等问题中的应用。 第二部分：算法的智慧——设计范式与优化 数据结构提供了“容器”，而算法则提供了“操作”。本部分聚焦于解决问题的通用策略和优化技术。 第一章：分治法与递归的优雅：排序与搜索的极致 分治策略（Divide and Conquer）是算法设计中最具影响力的范式之一。我们将细致分析快速排序（Quick Sort）的枢轴选择艺术及其平均$O(n log n)$性能的秘密，并对比归并排序（Merge Sort）的稳定性优势。此外，本章还会介绍二分查找（Binary Search）的优化版本，如查找第一个/最后一个匹配项的边界问题。 第二章：贪心算法的局部最优与全局结果 贪心算法（Greedy Algorithms）以其简洁性著称。我们将探讨在何种情况下局部最优选择能导向全局最优。经典案例包括霍夫曼编码（Huffman Coding）的数据压缩应用、活动安排问题以及最小生成树（MST）的两种主要实现——普里姆算法（Prim's）和克鲁斯卡尔算法（Kruskal's），对比它们如何利用不同的图数据结构来优化计算。 第三章：动态规划：重叠子问题与最优子结构 动态规划（Dynamic Programming, DP）是解决复杂优化问题的利器。本书将详细拆解DP的两个核心特征：最优子结构和重叠子问题。我们将通过经典的背包问题（Knapsack Problem）、最长公共子序列（LCS）和矩阵链乘法（Matrix Chain Multiplication）来展示自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down，带备忘录）的实现差异和效率考量。 第四章：图算法的高级应用：最短路径与网络流 本部分将图算法推向应用前沿。我们将深度剖析Dijkstra算法（处理非负权边）和Bellman-Ford算法（处理负权边，并能检测负权环）。对于包含多个源点或需要最大化通过量的场景，本书将介绍最大流/最小割理论，并讲解福特-富勒克森（Ford-Fulkerson）方法的原理与实现。 第三部分：效率的挑战——高级主题与计算理论 本部分将目光投向算法的边界和理论极限。 第一章：复杂度理论与问题分类 理解算法的“好坏”不仅在于其实际运行时间，更在于其理论复杂度界限。我们将介绍大O、大$Omega$和$Theta$符号的严格定义，并重点探讨P类、NP类问题的区别。对于NP完全问题，如旅行商问题（TSP）和子集求和问题，我们将介绍近似算法和启发式搜索（如回溯法和分支限界法）作为求解无精确解难题的实用策略。 第二章：外存数据结构与大数据处理 在面对超出主存容量的庞大数据集时，传统内存结构面临挑战。本书将介绍B+树（B+ Tree）作为数据库索引和文件系统的标准结构，解析其如何通过优化磁盘I/O操作来加速大规模数据的检索。此外，也将触及一些分布式计算中的数据分区和排序技术的基本思想。 结论：算法思维的持续迭代 《算法艺术与数据结构精粹》力求为读者提供一套完整的、可迁移的计算思维工具箱。掌握这些精粹，不仅意味着能够写出高效的代码，更意味着能够在面对任何未曾谋面的复杂系统挑战时，能够系统地、科学地分解问题，并选择或设计出最优的解决方案。算法和数据结构是永恒的，它们是软件工程永不衰退的“内功心法”。

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坦白讲，我买过很多号称“入门必备”的电脑书，很多都是泛泛而谈，或者内容陈旧得可笑。但《计算机基础及应用教程》完全打破了我的固有印象。这本书的深度和广度拿捏得恰到好处。在基础概念讲解透彻之后，它大胆地引入了一些前沿但又与基础息息相关的概念，比如我对人工智能的初步认识，就是从这本书里关于算法和数据处理的章节开始的。它没有深入到复杂的数学推导，但却清晰地勾勒出了这些高深技术背后的基本原理和计算机科学思维。这本书的讲解，仿佛是为我们这些非科班出身的人量身定做的“翻译官”，把那些高高在上的技术术语，翻译成了我们能理解的日常语言。我发现，学习的过程不再是机械地记忆，而是在不断地探索和发现新大陆的兴奋之中。这种激发求知欲的教材，才是真正的好教材。

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我是一个对技术有一定基础，但总感觉知识体系不够系统化的学习者，我希望找到一本能帮我查漏补缺的书。《计算机基础及应用教程》在这方面做得相当出色。它的结构逻辑性非常强，章节之间的衔接自然流畅，从最底层的二进制数讲起，逐步过渡到高级的应用软件操作，形成了一个完整的知识体系框架。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“思考与练习”环节，这些问题往往不是简单的记忆性复述，而是需要你运用所学知识去分析和解决实际问题，极大地锻炼了我的逻辑思维能力。我记得有道题是让我设计一个简单的文件管理流程，这促使我必须把之前学到的文件系统和存储原理融会贯通。此外，这本书的语言风格非常严谨，但在严谨中又透着一股清晰的力量，确保了技术描述的准确性，同时又不会因为过度学术化而让人难以理解。对于希望夯实基础，建立完整知识树的朋友来说，这本书的价值无可替代。

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说实话，我抱着一种“试试看”的心态买了这本《计算机基础及应用教程》，毕竟市面上同类型的书籍汗牛充栋，很难找到一本真正能结合理论与实践的。这本书最吸引我的地方，在于它对“应用”二字的深刻理解。它没有止步于讲解“是什么”，而是花了大量的篇幅去阐述“怎么用”。比如，在网络基础那一块，作者没有简单地解释TCP/IP协议，而是结合了我们日常上网浏览网页、发送邮件的具体场景来解释这些协议的作用，这使得原本抽象的概念瞬间变得具体可感。我尤其欣赏它在数据安全和隐私保护方面的讨论，这在当前这个信息爆炸的时代显得尤为重要。书中对于如何设置强密码、识别钓鱼邮件的案例分析，都非常贴近生活，让我深刻体会到科技是一把双刃剑，学会如何保护自己至关重要。这本书的案例都非常新颖，紧跟时代步伐，比如提到了云计算的一些基本概念，这让我觉得这本书的生命力很强，不是那种读完就过时的教材。

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对于我这种经常需要跨部门协作，且与IT人员打交道较多的人来说，一本好的计算机基础读物，能极大地提升我的沟通效率。《计算机基础及应用教程》的价值就在于此，它提供了一种共同的“技术语言”。书中关于网络协议、数据库基本概念的描述，虽然是基础层面，但其准确性足以让我与技术人员进行有效且有深度的交流，不再是“听天书”的状态。更让我感到惊喜的是，这本书在介绍编程思维的章节，虽然篇幅不长，但点出了结构化思考和模块化设计的精髓，这对于提升我日常工作中的问题解决能力都有潜移默化的帮助。它教会我的不是具体的编程语言语法，而是一种系统性的、从宏观到微观的分析视角。总的来说，这本书的设计理念非常超前，它提供的知识是面向未来的，具有长久的参考价值，绝非那种时效性很短的速成手册，而是值得反复研读的基石之作。

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这本《计算机基础及应用教程》的书，真是让我这个刚接触电脑的小白有种茅塞顿开的感觉。我记得我当时一拿到书，翻开目录的时候，心里还有点打鼓，生怕那些专业的名词会让我望而却步。但是，作者的文笔非常平易近人，就像一个经验丰富的老朋友在手把手地教你一样。尤其让我印象深刻的是关于计算机硬件组成的那一章，它没有堆砌那些枯燥的参数，而是用了很多生动的比喻，把CPU、内存、硬盘这些概念讲得清清楚楚。我以前总觉得这些东西很神秘，但现在我能清晰地在脑海里构建出一个计算机是如何协同工作的画面。更别提软件部分，从操作系统的基本操作到常用办公软件的使用技巧，都讲解得细致入微。比如，讲到Word排版时，那些快捷键和样式设置的讲解，简直是实战宝典，让我立刻就能上手应用到我的日常文档处理中。这本书的排版也做得很好，图文并茂，关键知识点都有加粗或用方框突出显示，阅读起来非常流畅，不会让人感到疲劳。对我来说，这不仅仅是一本教程，更像是一张通往数字世界的入场券，让我对未来的学习充满了信心。

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