具体描述
本书从C*必备的基本知识和运行机
《数据结构与算法：基础与实践》 内容简介： 本书深入探讨了计算机科学的基石——数据结构与算法。旨在为读者提供一个全面、系统且注重实践的知识体系，帮助读者理解如何高效地组织和处理数据，并设计出性能卓越的计算解决方案。我们相信，扎实的数据结构与算法功底是构建任何复杂软件系统的核心竞争力。 第一部分：基础理论与抽象数据类型 (ADT) 本书伊始，将重点放在建立坚实的理论基础。我们首先回顾了计算复杂性分析的基本概念，详细介绍了大O、大Ω和Θ表示法，并教授读者如何准确地评估算法的时间和空间效率。对于任何算法的学习，性能分析都是必不可少的先行步骤。 随后，我们进入抽象数据类型的世界。首先详细阐述了线性数据结构的实现与应用。 数组（Array）与动态数组： 不仅涵盖了静态数组的内存布局和操作效率，更深入分析了动态数组（如列表的底层实现）中扩容机制的权衡与优化。 链表（Linked List）： 全面解析了单向链表、双向链表和循环链表的结构差异、插入/删除操作的复杂度，并提供了链表在内存管理中的重要意义。 栈（Stack）： 以“后进先出”（LIFO）原则为核心，详细讲解了栈在函数调用堆栈、表达式求值（中缀转后缀）和括号匹配等经典问题中的应用。 队列（Queue）： 围绕“先进先出”（FIFO）原则，深入探讨了标准队列、循环队列（解决假溢出问题）以及优先队列（Priority Queue）的实现机制，尤其关注优先队列如何利用堆（Heap）结构实现高效操作。 第二部分：非线性数据结构与高效存储 本部分将视角转向更复杂、能更有效处理层级或网状关系的数据组织方式。 树（Tree）： 树结构是分层数据表示的基石。我们详细剖析了树的基本术语、遍历方法（前序、中序、后序、层序），并重点讲解了二叉树（Binary Tree） 的结构特性。 二叉搜索树（BST）： 深入分析了 BST 的查找、插入和删除操作，同时指出了其在极端情况下可能退化成链表的性能瓶颈。 平衡搜索树： 针对 BST 的局限性，本书投入大量篇幅讲解平衡树的原理与实现。我们将详细介绍 AVL 树和 红黑树（Red-Black Tree）。红黑树作为许多标准库（如 `std::map` 或 `TreeMap`）的底层实现，其旋转和着色规则的复杂性与确保 $O(log n)$ 性能的内在逻辑将被层层剖析。 堆（Heap）： 专注于二叉堆（Max Heap 和 Min Heap）的结构，探讨其如何高效地维护极值，并作为实现堆排序和优先队列的核心组件。 图（Graph）： 图论是描述网络关系的关键。我们详细介绍了图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并讲解了图的遍历算法——广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），以及它们在迷宫求解、连通分量查找中的应用。 第三部分：核心算法与设计范式 在掌握了数据组织方式后，本书聚焦于解决问题的核心策略——算法。 排序算法的深度比较： 我们不仅实现和分析了基础排序（冒泡、插入、选择），更详细讲解了性能更优的比较排序方法： 快速排序（Quick Sort）： 深入探讨了枢轴（Pivot）的选择策略（如中位数选择）如何影响其实际性能，以及分区（Partition）操作的精妙之处。 归并排序（Merge Sort）： 强调其稳定性与 $O(n log n)$ 的最坏情况保证，以及在外部排序中的应用。 堆排序（Heap Sort）： 展示了如何利用堆结构实现原地高效排序。 高级搜索与最短路径算法： 贪心算法（Greedy Algorithms）： 通过活动安排、霍夫曼编码（Huffman Coding）等实例，讲解贪心选择性质和最优子结构。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 这是算法学习的难点和重点。本书将 DP 分解为识别重叠子问题、定义状态转移方程、自底向上（或自顶向下带记忆化）求解的过程，并通过背包问题、最长公共子序列等经典案例进行强化训练。 图的经典算法： 详细介绍 Dijkstra 算法（单源最短路径）、Floyd-Warshall 算法（所有对最短路径），以及基于 DFS 思想的拓扑排序（Topological Sort）在线性调度中的应用。 第四部分：字符串处理与高级主题 最后，本书将触及更专业化的数据结构与字符串算法。 哈希表（Hash Table）： 深入剖析哈希函数的原理、冲突解决策略（链地址法和开放寻址法），以及如何设计高效的哈希结构来提供近乎 $O(1)$ 的平均查找时间。 字符串匹配算法： 除了朴素匹配，本书着重介绍高效的线性时间算法，如 KMP (Knuth-Morris-Pratt) 算法，讲解其如何利用“前缀函数”避免不必要的回溯，从而实现线性的搜索效率。 Trie 树（前缀树）： 介绍 Trie 结构在字典实现、自动补全和IP路由表中的优势。 目标读者： 本书面向所有希望深入理解计算思维的编程人员、计算机科学专业的学生，以及准备进行技术面试的开发者。通过大量的理论推导、清晰的伪代码描述和详尽的性能分析，读者将能够不仅“会用”这些数据结构和算法，更能“理解其精髓”，从而在面对复杂问题时，能够设计出最合适、最高效的解决方案。本书的重点在于原理的透彻理解，而非特定编程语言的语法细节。
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比较简略，不够全面，但是这是我入门的第一本书。
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