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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
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• 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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