資料結構理論-使用JAVA

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出版者:博碩
作者:柯溫釗
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:20021201
价格:NT$ 550
装帧:
isbn号码:9789575275525
丛书系列:
图书标签:
  • 資料結構
  • 演算法
  • Java
  • 計算機科學
  • 程式設計
  • 理論
  • 數據結構
  • 算法
  • 電腦科學
  • 教科書
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具体描述

《算法精粹:数据结构与Java实践》 在信息时代飞速发展的浪潮中,高效处理和组织海量数据是每一位开发者必须掌握的核心技能。本书《算法精粹:数据结构与Java实践》旨在为读者系统性地梳理数据结构与算法的理论基础,并通过Java这一强大且广泛应用的编程语言,将其精妙的实现原理与实际应用场景相结合。本书并非仅仅罗列枯燥的定义和复杂的数学公式,而是力求以清晰的逻辑、生动的案例,引导读者深入理解各种数据结构的设计思想、性能特点及其在解决实际问题中的优势。 本书的开篇,我们将从最基础的 数组 和 链表 入手,探讨它们在内存中的组织方式、各自的优势与劣势,以及在遍历、查找、插入和删除等基本操作上的时间复杂度分析。读者将学习如何根据不同的场景选择最适合的数据结构,例如何时使用静态数组,何时需要动态数组,以及链表在需要频繁插入删除时的灵活性。 随后,我们将进入 栈 (Stack) 和 队列 (Queue) 的世界。这两个“后进先出”和“先进先出”的抽象数据类型,虽然概念简单,却在程序设计中扮演着至关重要的角色。本书将深入讲解栈在函数调用、表达式求值、回溯算法等方面的应用,而队列则会在广度优先搜索、任务调度、消息队列等场景中展现其价值。我们还将探讨循环队列、双端队列等变种,并介绍它们在Java标准库中的实现。 接下来,本书将聚焦于 树 (Trees) 的数据结构。我们将从基础的二叉树开始,详细介绍二叉搜索树(BST)的查找、插入、删除操作及其性能瓶颈。为了解决BST在某些情况下退化成链表的问题,我们将引入 平衡二叉搜索树 的概念,并深入剖析 AVL树 和 红黑树 的平衡调整机制。读者将理解它们如何在保持对数级别操作时间复杂度的同时,实现高效的数据管理。此外,本书还将介绍 B树 及其变种,它们在数据库索引和文件系统中扮演着关键角色,以及 堆 (Heap) 数据结构,它是实现优先队列和堆排序的核心。 哈希表,又称 散列表 (Hash Table),是本书的另一重点。我们将讲解哈希函数的设计原则、冲突解决方法(如链地址法和开放寻址法)以及负载因子对性能的影响。通过对HashMap、HashSet等Java内置数据结构的深入剖析,读者将理解它们如何实现平均O(1)时间复杂度的查找、插入和删除操作,并掌握如何选择合适的哈希表实现以优化程序性能。 图 (Graphs) 作为一种非常强大且通用的数据结构,本书将对其进行详细的阐述。我们将学习图的表示方法(邻接矩阵和邻接表),以及经典的图遍历算法:深度优先搜索 (DFS) 和 广度优先搜索 (BFS)。在此基础上,我们将探讨求解最短路径的算法,如 Dijkstra算法 和 Floyd-Warshall算法,以及求解最小生成树的算法,如 Prim算法 和 Kruskal算法。这些算法在网络路由、社交网络分析、地图导航等领域有着广泛的应用。 除了上述核心数据结构,本书还将涉及一些进阶主题,例如 Trie树 (前缀树) 在字符串匹配和自动补全中的应用,以及 并查集 (Disjoint Set Union) 在连通性问题和Kruskal算法中的高效实现。 在整个学习过程中,本书将大量运用 Java语言 的特性,例如泛型、集合框架(List, Set, Map, Queue等)以及Lambda表达式等,来展示数据结构与算法的实际编码实现。每一章节的理论讲解都会辅以相应的Java代码示例,并包含详细的注释和运行结果分析,帮助读者将抽象的理论知识转化为具体的编程实践。 本书的编写风格力求严谨而不失易懂,旨在为计算机科学专业的学生、软件工程师以及任何对提升编程能力和算法思维感兴趣的读者提供一份全面而实用的参考。通过本书的学习,您将能够更深入地理解计算机程序底层的工作原理,更有效地设计和实现高效的算法,从而在复杂的软件开发挑战中游刃有余。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我第一次接触这本书,完全是因为身边几个顶尖的开发者都在推荐,他们说这本书是他们理解复杂算法的“钥匙”。坦白说,我之前在处理图论问题时,总是磕磕绊绊,最短路径算法比如Dijkstra和Floyd-Warshall,看别人的代码能懂,自己写起来就容易出错,尤其是在处理图的表示法——邻接矩阵和邻接表之间的切换和优化上,总感觉很别扭。然而,这本书在处理图结构这一章时,采用了递进式的教学方法。它首先用非常直观的类图和接口定义了图的概念,然后针对不同的应用场景,对比了不同表示法的性能开销(时间复杂度和空间复杂度),这套逻辑严丝合缝。最精彩的部分是,它在讲解最小生成树(MST)时,把Prim算法和Kruskal算法的精髓并置对比,用伪代码和实际的Java实现交替出现,让读者能够清晰地看到优先级队列(Priority Queue)在Prim算法中的核心作用,以及并查集(Disjoint Set Union)在Kruskal算法中的高效性。读完这一章,我终于体会到,数据结构的选择并非随心所欲,而是要紧密围绕着“效率”这个核心目标进行权衡。它教会我的,是如何像一个系统架构师那样去思考数据如何在内存中组织,而不是仅仅像一个实现者那样去敲代码。

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我承认,我购买这本书的时候,内心其实是有些犹豫的,因为市面上关于数据结构和算法的书籍已经多如牛毛,我担心这本只是又一本对经典内容进行重新排版的作品。然而,深入阅读后,我发现它在“复杂度分析”这一块的内容,其深度和广度远远超出了我的预期。它不仅讲解了时间复杂度和空间复杂度,更深入地讨论了**摊还分析(Amortized Analysis)**,这对于理解动态数组(ArrayList)和某些基于链表的结构为何在整体操作中表现出线性时间复杂度至关重要。书中用清晰的图表和累积成本分析,彻底解开了我对摊还分析的疑惑。此外,作者对不同排序算法的稳定性分析、以及在不同数据分布下(最好、最坏、平均情况)的性能差异,都进行了非常严谨的量化对比,而不是停留在“这个快,那个慢”的模糊描述上。这本书的价值在于,它提供了一套严谨的、可量化的方法论,帮助读者建立起一种批判性的眼光,去看待任何声称“高效”的算法或数据结构,这对于培养一个真正优秀的软件工程师来说,是不可或缺的核心素养。

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说实话,我对很多声称“深入”的教材都有点敬而远之,因为“深入”往往意味着晦涩难懂,充斥着大量生僻的数学符号和复杂的递归定义。我希望的是能够搭建起一座从理论到实践的桥梁,而不是在理论的悬崖边上欣赏风景。这本书在这方面的处理简直是教科书级别的典范。在涉及到动态规划(DP)的思想时,它没有直接跳入斐波那契数列或者背包问题的复杂解法,而是先从一个非常简单的“最优子结构”和“重叠子问题”的概念引入,用一个生活化的例子来解释为什么要引入“备忘录”或“自底向上”的迭代。然后,它才将这些思想迁移到如何设计一个高效的散列表(Hash Table)的装载因子和冲突解决策略上。作者的文字功底非常了得,他似乎总能找到最恰当的比喻,把那些抽象的概念具象化。更值得称道的是,书中对Java中泛型(Generics)在实现通用数据结构时的应用进行了非常细致的讲解,这对于我们这些主要用Java进行企业级开发的工程师来说,是极具价值的实践指导,它让我们的代码不仅高效,而且健壮。

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我是一个更偏向于系统底层和内存管理的工程师,对并发和并行处理有很高的要求。在阅读许多关于数据结构的书籍时,我发现它们往往停留在单线程的范畴,对现代多核处理器下的数据共享问题避而不谈。这本书的特别之处,就在于它并没有将并发编程视为一个完全独立的分支,而是巧妙地将并发安全的考虑融入到了基础结构的设计之中。例如,在讲解链表和树的遍历操作时,它专门辟出了一节来讨论“并发修改”可能导致的问题,并介绍了如何使用Java内存模型(JMM)中的基本同步工具,如`volatile`关键字和锁机制,来保护数据结构的一致性。虽然这本书的主题是“理论”,但它对Java并发原语的运用把握得非常精准,让读者明白,即便是一个看似简单的队列(Queue)或栈(Stack),在多线程环境下也需要经过特殊的结构设计才能保证其行为的正确性。这种将“基础课”与“高阶应用”无缝衔接的处理方式,极大地拓宽了我的视野,让我意识到数据结构的健壮性远比单纯的算法正确性更为重要。

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这本《資料結構理論-使用JAVA》的书,拿到手沉甸甸的,光是封面设计就透着一股严谨的气息。我本是科班出身,对数据结构这门课不算陌生,但总觉得教科书上的理论讲解太过抽象,尤其是在和实际编程结合时,总感觉隔着一层纱。这本书的厉害之处就在于,它没有止步于单纯的算法罗列,而是深入挖掘了数据结构背后的数学原理和设计哲学。比如在讲解树形结构时,作者不仅展示了二叉搜索树的增删改查,还花了大量的篇幅去探讨AVL树和红黑树的平衡机制,那些旋转操作和颜色调整的逻辑,竟然能被阐述得如此清晰,简直像是拆解复杂的机械钟表一样,每一个齿轮的咬合都清晰可见。更让我惊喜的是,它并没有简单地抛出Java代码片段,而是通过精心构造的面向对象模型,展示了如何用最符合Java语言特性的方式去构建和抽象这些数据结构,而不是简单地将C语言的思路“翻译”过来。这本书给我的感觉,就像是为数据结构这门课安装了一个高性能的渲染引擎,让原本枯燥的理论焕发出了鲜活的生命力,是那种读完后,你不仅知道“怎么做”,更深刻理解了“为什么这么做”的宝典。它不是那种只适合考前突击的速成手册,更像是一本值得在职业生涯中时常翻阅的参考书。

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