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出版者:科学

作者:吴小松 编

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2004-2

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787030127761

丛书系列:

图书标签:

• Visual Basic
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• 计算机书籍
• IT技术

精选技术前沿：构建现代软件的基石 图书名称： 深入理解数据结构与算法：性能优化与实践指南 图书简介： 在当今快速迭代的软件开发领域，性能与效率是衡量优秀代码的黄金标准。本书并非专注于某一特定编程语言的语法细节，而是将焦点置于支撑所有高性能应用的核心骨架——数据结构与算法之上。我们相信，无论技术栈如何演变，对基础原理的深刻理解才是构建健壮、可扩展系统的关键。 本书旨在为具备一定编程基础，渴望迈向专业级软件架构师的读者提供一套全面、深入且极具实践指导性的学习路径。我们跳脱出传统教科书的窠臼，不再仅仅罗列定义和复杂度分析，而是将理论与现代工业界的实际应用场景紧密结合。 第一部分：基础重塑与抽象思维的建立 在开篇，我们将系统地回顾并深化读者对计算复杂性理论的理解。我们不会止步于大O表示法，而是会详细剖析时间复杂度与空间复杂度在不同硬件架构（如缓存局部性、内存层级结构）下的实际表现差异。理解算法在理论上的最优性与在真实硬件上的表现之间的鸿沟，是实现真正优化代码的第一步。 随后，我们将进入核心的数据结构篇章。我们从最基础的数组和链表开始，但这并非简单的回顾。我们将深入探讨内存分配策略对链表操作性能的影响，并详细剖析内存池技术在高性能应用中的应用案例。 接着，我们聚焦于栈（Stack）与队列（Queue）的变体。读者将学习到经典的双端队列（Deque）如何在消息队列系统中实现高效的生产者-消费者模型，以及循环缓冲区（Circular Buffer）在实时数据流处理中的关键作用。我们不仅会展示如何实现它们，更会分析何时使用，以及在并发环境下如何安全地对其进行操作。 第二部分：平衡、搜索与高效查找的艺术 本部分是本书的重中之重，它涵盖了决定信息检索效率的关键技术。我们将超越二叉树的范畴，全面解析平衡搜索树的精髓。 红黑树（Red-Black Tree）的旋转与重新着色机制将被细致拆解，并与AVL树进行深入的性能对比，特别是它们在写入密集型与读取密集型场景下的适用性分析。 随后，我们将引入在数据库索引设计中占据核心地位的B树（B-Tree）及其变体B+树。读者将通过模拟磁盘I/O操作，直观地理解为什么B+树的结构能最大化地减少随机磁盘访问，这是理解关系型数据库内部工作原理的必经之路。 在哈希（Hashing）领域，我们将探讨如何设计出高效的哈希函数，并着重分析解决冲突的各种策略，例如链式法、开放寻址法（线性探测、二次探测、双重哈希）。本书特别加入了一致性哈希（Consistent Hashing）的详细章节，阐述其在分布式缓存系统（如Memcached或Redis集群）中实现无缝节点扩展的关键技术。 第三部分：图论的深度应用与遍历策略 图结构是建模复杂关系（如社交网络、网络拓扑、路径规划）的强大工具。本部分将从图的表示法（邻接矩阵与邻接表）入手，分析其在不同稀疏度图上的性能权衡。 我们将深入探索图的遍历算法：广度优先搜索（BFS）与深度优先搜索（DFS），并展示它们在网络爬虫的URL发现、拓扑排序以及连通分量识别中的实际应用。 路径寻找算法是图论应用的高潮。我们不仅会详细讲解Dijkstra算法用于非负权重的最短路径，还会深入剖析Bellman-Ford算法处理带负权边的能力，以及Floyd-Warshall算法在计算所有顶点对之间最短路径时的动态规划思想。在实际案例中，我们将探讨这些算法如何被集成到路由协议和物流调度系统中。 第四部分：高级算法范式与并行计算思维 现代软件的挑战往往要求我们跳出线性的思维模式。本部分将引导读者掌握更高级的算法设计范式。 动态规划（Dynamic Programming）的章节将强调“最优子结构”和“重叠子问题”的识别技巧。我们将通过经典的背包问题、最长公共子序列等案例，教授如何构建状态转移方程，并讨论如何通过记忆化搜索或自底向上的方式实现高效求解。 贪心算法的介绍将侧重于证明贪心选择性质的严谨性，避免陷入局部最优的陷阱。 最后，我们将目光投向分治法，并详细解析快速排序（QuickSort）和归并排序（MergeSort）的内部机制，特别是快速排序中枢轴选择策略对最坏情况的规避。在本章的结尾，我们将探讨并行化这些经典算法（例如，并行归并）的基础概念，为读者理解多核处理器的优化打下坚实基础。 面向读者： 本书适合计算机科学专业的学生、希望深入理解底层原理的初中级软件工程师、以及正在寻求提升应用性能的开发人员。它要求读者具备至少一门命令式编程语言（如C++、Java、C等）的基本语法知识，但对特定语言的依赖极低。通过本书的学习，读者将能够自信地选择最合适的算法和数据结构来解决复杂的工程问题，并从“能跑起来的代码”提升到“优雅且高效的系统设计”。我们将提供大量的代码示例和性能基准测试结果，以确保理论与实践的完美结合。

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