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出版者:北京理工大学出版社

作者:高巍赵彤洲

出品人:

页数:231

译者:

出版时间:2005-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787564003159

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 编程入门
• 计算机科学
• 教材
• 算法
• 数据结构
• 基础教程
• 经典教材
• 理工科

《数据结构与算法：从理论到实践》 本书导读：驾驭信息时代的基石 在当今这个信息爆炸的时代，数据如同血液般流淌于所有技术领域的核心。无论您是致力于开发下一代操作系统、构建复杂的金融模型、设计高效的搜索引擎，还是探索人工智能的未知疆域，都离不开对数据进行组织、存储和高效处理的能力。本书《数据结构与算法：从理论到实践》正是一部旨在为您夯实这一核心技能的权威指南。 核心理念：效率与抽象的完美结合 本书并非简单地罗列各种数据结构和算法的定义，而是深入探讨了支撑计算机科学的两个根本支柱：数据结构如何高效地表示和组织现实世界中的信息，以及算法如何精确、有效地操作这些数据以解决实际问题。我们坚信，理解“为什么”比仅仅知道“怎么做”更为重要。因此，本书从底层逻辑出发，构建起坚实的理论基础，确保读者不仅能应用已有的解决方案，更能创新性地设计出适应特定场景的优化方案。 内容深度剖析：构建系统的知识体系 本书内容组织严谨，循序渐进，涵盖了从基础概念到高级主题的广阔领域，共分为五大部分： 第一部分：基础与线性结构——组织的起点 本部分首先回顾了计算机科学中关于问题复杂度的基本度量——时间复杂度与空间复杂度分析（大O、Ω、Θ表示法）。这是评估任何算法性能的通用语言。随后，我们深入探讨了最基础也是最核心的线性数据结构： 数组（Arrays）：深入剖析其内存布局、随机访问的原理及其局限性。 链表（Linked Lists）：详细比较单向链表、双向链表和循环链表的实现细节、插入与删除操作的效率分析，以及它们在动态内存管理中的作用。 栈（Stacks）与队列（Queues）：不仅介绍其“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）的抽象特性，更着重于它们在函数调用机制、表达式求值（如中缀转后缀）以及广度优先搜索（BFS）中的实际应用。 第二部分：抽象与非线性结构——应对复杂关系 当现实问题涉及多对多或层级关系时，线性结构便显露出不足。本部分聚焦于更强大的非线性结构： 树（Trees）：这是本书的重点之一。我们从基础的二叉树开始，详细讲解了二叉搜索树（BST）的维护机制。随后，引入了解决BST退化问题的平衡树概念，重点讲解了AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转与再平衡算法，阐明了它们如何确保对数时间复杂度的操作性能。此外，本书还覆盖了堆（Heaps）的结构及其在优先队列中的关键作用，以及B树和B+树在数据库索引设计中的核心地位。 图（Graphs）：作为表示实体间复杂连接的终极工具，本书详尽介绍了图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）及其适用场景。核心算法如深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）被用于图的遍历。此外，我们深入讲解了解决最短路径问题的经典算法，包括迪杰斯特拉（Dijkstra）算法、贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法（处理负权边）以及弗洛伊德-沃沙尔（Floyd-Warshall）算法。拓扑排序和最小生成树（Prim’s与Kruskal’s算法）的原理和实现也被细致剖析。 第三部分：高效检索与排序艺术 信息检索的效率直接决定了应用的响应速度。本部分系统梳理了核心的查找和排序技术： 查找技术：除了在BST中介绍的有序查找，本书专门开辟章节详细讨论了哈希表（Hash Tables）的设计。从哈希函数的设计原则（如除法散列、平方散列）到解决冲突的策略（开放寻址法与链地址法），确保读者能构建出平均时间复杂度接近O(1)的查找系统。 经典排序算法：对冒泡排序、插入排序、选择排序等基础算法进行了性能对比。随后，重点讲解了基于“分治法”的快速排序（Quick Sort）与归并排序（Merge Sort）的精髓与实现细节。更进一步，本书探讨了堆排序以及在处理海量数据时适用的外部排序思想。 第四部分：高级算法范式——解决难题的思维模式 本书鼓励读者超越机械地套用公式，转向掌握解决问题的通用范式： 分治法（Divide and Conquer）：通过对经典问题（如最大子数组和、汉诺塔）的分析，提炼其递归思维。 贪心算法（Greedy Algorithms）：探讨其适用条件与局限性，通过活动选择问题、最小生成树等实例加深理解。 动态规划（Dynamic Programming, DP）：这是本书技术难度较高的部分。我们通过斐波那契数列、背包问题、最长公共子序列等经典案例，系统梳理了DP的“最优子结构”和“重叠子问题”的识别技巧，以及自底向上与自顶向下（带备忘录）的实现路径。 第五部分：应用与前沿展望 最后一部分将理论知识与实际工程需求相结合： 内存管理与结构：探讨动态内存分配的底层机制，理解内存碎片化问题。 算法工程实践：讨论算法在实际软件开发中的性能调优、并行化处理的可能性，以及如何选择最适合当前硬件架构的数据结构。 面向读者与学习体验 本书面向所有希望深入理解计算机底层运行机制的读者，包括： 1. 计算机科学与工程专业的学生：作为核心课程的深度参考教材。 2. 软件工程师与架构师：旨在夯实基础，提升代码质量与系统性能的专业人士。 3. 算法竞赛爱好者：提供详尽的算法分析和优化技巧。 我们精心设计了大量的伪代码和具体编程语言实现示例（不特定于任何单一语言，侧重逻辑清晰），配以详尽的数学证明和复杂度推导，确保理论的严谨性与实践的可操作性完美统一。阅读本书，您将不仅仅学会一系列“工具”，更将掌握一套系统化的问题分解与优化思维框架，这是构建任何复杂软件系统的核心能力。 掌握了这些基石知识，未来的技术演进，无论是云计算、大数据还是人工智能，都将成为您手中可控的工具，而非晦涩的黑箱。 翻开此书，您将开启一段对计算效率和逻辑严谨性的探索之旅。

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这本书的“进阶”部分处理得非常巧妙，它没有落入“炫技”的俗套，而是将重点放在了C语言在工程实践中经常被忽略的细节上。比如，关于内存泄漏的检测和避免，它没有直接跳到Valgrind工具的使用，而是先详细解释了动态内存分配（`malloc`/`free`）的底层原理，并剖析了“悬空指针”和“重复释放”的后果，并给出了如何通过封装自己的内存管理函数来规避风险的思路。这种“先知其然，再知其所以然”的叙述方式，让我对C语言的严谨性有了更深刻的认识。此外，书中对标准库函数（如`stdlib.h`中的内容）的介绍也极其详尽，远超一般教材对这些工具的简单罗列。它更像是带着读者去“阅读”C标准库的设计者是如何思考问题的，让我体会到，掌握C语言，不仅是学会写代码，更是学会用一种严谨的、面向资源管理的思维去解决问题。

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说实话，我不太喜欢那种动不动就推荐你去下载最新IDE，然后用一大堆花哨的调试工具的教材。我更偏爱那些能让我专注于“代码本身逻辑”的书籍。这本《C语言程序设计》在这方面做得非常纯粹。它几乎完全围绕ANSI C标准展开，确保了代码的可移植性。我特别欣赏它对“宏定义”部分的讲解，很多书要么一带而过，要么把它描述得像个“洪水猛兽”，而这本书则清晰地分析了宏展开的过程，并给出了如何使用`#undef`、`#ifdef`进行条件编译的实用案例，这些都是写大型系统程序时必须掌握的技巧。它没有强行灌输某个特定编译器或操作系统的特性，而是让你掌握C语言最核心、最不变的精髓。这使得我在阅读一些开源的、较老版本的C代码库时，也能迅速跟上其逻辑脉络，不会因为工具链的变化而感到迷茫。

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我是在准备一个嵌入式系统相关的项目时，重新拾起了C语言，目的是为了更好地理解底层硬件交互。原先我主要用Python，对C语言的内存控制感到头疼。然而，这本《C语言程序设计》在讲解结构体和联合体，以及函数指针那几章的处理方式，简直是为我这种有一定编程基础但对C底层不甚了解的人量身定做的。它非常注重概念的“可视化”，比如在解释位域（Bit Fields）时，它用了大量的图示来展示数据在内存中的布局，这比纯文字描述要清晰百倍。更值得称赞的是，作者在讲解指针时，没有陷入无休止的“指向哪里”的绕圈子，而是直接将指针与数组、函数调用栈紧密结合起来，让读者明白指针在实际程序运行中的“角色”——它不是一个抽象概念，而是内存地址的别名。读完这几章，我感觉自己对栈帧的理解都加深了一层，这对于后续调试复杂的驱动代码非常有帮助。

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这本《C语言程序设计》的教材，说实话，拿到手上的时候我并没有抱太大的期望。市面上C语言的书籍多如牛毛，很多都是老掉牙的知识点堆砌，或者讲得过于晦涩难懂。但翻开目录后，我发现它在结构编排上颇为用心。它没有急于一下子抛出复杂的指针和内存管理，而是从最基础的变量类型、运算符开始，每一步都走得扎实。我印象最深的是关于“输入输出”那一章的处理方式，它没有仅仅停留在 `printf` 和 `scanf` 的基本用法上，而是深入讲解了格式控制符背后的机制，甚至提到了缓冲区的一些概念。对于初学者来说，这种由浅入深的引导至关重要，它能让你在建立起对C语言基本语法的信心后，再逐步接触那些被很多人视为学习难关的内容。尤其是那些配在章节末尾的“陷阱题解析”，很多都是我在自己练习时遇到的困惑，作者的分析角度非常刁钻而实用，直接击中了问题的核心。这本书更像是一位经验丰富的老教师在身边手把手地教你，而不是冷冰冰的理论手册。

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我是一个习惯于边学边做的学习者，对那种理论先行、习题滞后的书籍深恶痛绝。这本《C语言程序设计》的实践性让人眼前一亮。它的每一个核心知识点之后，几乎都紧跟着一个精心设计的“迷你项目”或“小挑战”。这些挑战不是那种简单的“打印九九乘法表”之类的应试题，而是涉及到文件I/O、字符串处理的实际小工具的雏形。例如，在讲解了文件操作后，它马上安排了一个简易的“学生信息管理系统”的骨架练习，要求我们用结构体和文件读写来实现数据的持久化。这种即学即用的模式极大地提升了我的学习动力。更重要的是，书中的范例代码风格非常规范，变量命名清晰，注释得当，这无形中也为我树立了一个良好的编程习惯典范。对我这种正在构建自己代码库的入门者来说，这比单纯的理论学习要价值高出百倍。

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