Data Structures and Algorithms in C++

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出版者:Course Technology
作者:Adam Drozdek
出品人:
页数:650
译者:
出版时间:2004-09-24
价格:USD 144.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780534491826
丛书系列:
图书标签:
  • DataStructure
  • C/C++
  • C++
  • Algorithms
  • Algorithm
  • C++
  • 数据结构
  • 算法
  • 编程
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具体描述

Using the C++ programming language, author Adam Drozdek highlights three important aspects of data structures and algorithms.

《算法的艺术:C++ 中的数据结构与设计模式》 在瞬息万变的数字世界中,效率与优雅是软件设计的灵魂。本书深入探索了构建高效、可扩展的C++应用程序的基石——数据结构与算法,并将其与精妙的软件设计模式相结合,为你揭示编程的艺术与科学。 核心内容概述: 本书并非简单地罗列各种数据结构和算法的定义,而是着重于它们在实际应用中的原理、实现方式以及性能考量。我们从最基础的线性数据结构出发,如数组(Array)和链表(Linked List),详细讲解其内部机制、优缺点以及常见的操作。在此基础上,我们将逐步深入到更复杂但功能更强大的非线性数据结构,包括: 栈(Stack)与队列(Queue): 剖析它们后进先出(LIFO)和先进先出(FIFO)的特性,以及在表达式求值、函数调用栈、任务调度等场景下的广泛应用。 树(Tree): 涵盖二叉树(Binary Tree)、二叉搜索树(Binary Search Tree)、平衡二叉搜索树(如AVL树、红黑树)、堆(Heap)等,深入理解它们的遍历、搜索、插入和删除操作,以及它们在文件系统、数据库索引、优先队列等领域的关键作用。 图(Graph): 探索图的表示方法(邻接矩阵、邻接表),学习图的遍历算法(深度优先搜索DFS、广度优先搜索BFS),以及著名的最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)、最小生成树算法(Prim、Kruskal)等,理解它们在网络分析、路线规划、社交网络分析等问题中的强大能力。 哈希表(Hash Table): 详解哈希函数的原理、冲突解决方法(链地址法、开放地址法),以及哈希表在快速查找、数据去重、缓存实现等方面的无与伦比的效率。 算法设计与分析: 在掌握了丰富的数据结构后,本书将引导你理解算法设计的思想和技巧。我们将深入讲解以下核心算法设计范式: 递归(Recursion)与分治(Divide and Conquer): 学习如何将复杂问题分解为更小的、相似的子问题,如经典的归并排序(Merge Sort)和快速排序(Quick Sort)。 动态规划(Dynamic Programming): 掌握通过构建状态转移表来解决具有重叠子问题和最优子结构的问题,例如背包问题(Knapsack Problem)、最长公共子序列(Longest Common Subsequence)。 贪心算法(Greedy Algorithms): 理解如何通过在每一步做出局部最优选择来获得全局最优解,如活动选择问题、霍夫曼编码。 回溯算法(Backtracking): 学习如何系统地搜索解空间,通过剪枝来提高效率,常用于解决组合问题、图论问题。 C++ 实践与设计模式: 本书的独特之处在于,它将理论知识与 C++ 语言特性紧密结合,并通过引入强大的软件设计模式来提升代码的可维护性、可重用性和可扩展性。 C++ 特性应用: 在实现各种数据结构和算法时,我们将充分利用 C++ 的强大功能,如模板(Templates)实现通用性,STL(Standard Template Library)的丰富容器和算法, RAII(Resource Acquisition Is Initialization)进行资源管理,以及智能指针(Smart Pointers)避免内存泄漏。 设计模式的融合: 我们将探讨几种关键的设计模式,并演示它们如何与数据结构和算法协同工作,例如: 适配器模式(Adapter Pattern): 如何将不兼容的接口适配到一起,可能用于统一不同数据结构的操作接口。 装饰器模式(Decorator Pattern): 如何在不改变原有结构的情况下,动态地为对象添加新的功能,可以用于为数据结构增加额外的校验或日志记录。 策略模式(Strategy Pattern): 如何封装算法,使得它们可以互相替换,从而方便地在不同场景下选择最优算法。 工厂模式(Factory Pattern)/抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern): 如何创建对象,特别是在处理不同类型的数据结构时,提供统一的创建接口。 迭代器模式(Iterator Pattern): 如何提供一种统一的方式来访问容器中的元素,而无需暴露其内部表示。 观察者模式(Observer Pattern): 当数据结构发生变化时,如何通知相关的其他对象。 学习目标: 通过学习本书,你将能够: 深刻理解 各种核心数据结构的原理、实现细节和适用场景。 熟练掌握 常见的算法设计范式和分析方法。 高效地 使用 C++ 语言特性来设计和实现高质量的数据结构与算法。 灵活运用 关键的软件设计模式,构建出健壮、可维护且易于扩展的 C++ 程序。 提升 解决复杂计算问题的能力,优化程序性能,写出更简洁、更高效的代码。 本书适合所有希望在 C++ 编程领域精进的开发者,无论是计算机科学专业的学生,还是希望提升软件工程技能的在职工程师,都将从中获益匪浅。让我们一起踏上这场探索数据结构与算法精妙世界的旅程,用 C++ 的力量铸就卓越的软件。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的专业性和深度,是我在其他相关书籍中很少见的。《Data Structures and Algorithms in C++》以其严谨的逻辑和详实的示例,彻底改变了我对数据结构与算法的认知。我曾一度认为,掌握了数据结构和算法,只需要记住各种算法的流程和时间复杂度即可。然而,这本书让我认识到,更重要的是理解这些结构和算法背后的设计哲学和数学原理。作者在讲解每一种数据结构时,都会从其产生的背景和解决的问题出发,然后详细分析其在内存中的表示方式、操作的实现细节,以及最重要的——其性能特点。比如,在讲解树(Tree)这一概念时,作者不仅详述了二叉树、平衡二叉树(AVL、红黑树)、B树等,还深入讨论了它们在文件系统、数据库索引等实际场景中的应用,以及为什么在这些场景下选择特定的树结构。他还对这些树的插入、删除、查找等操作进行了详细的复杂度分析,并用C++代码清晰地展示了如何实现这些操作,包括各种旋转和重平衡的细节。在算法部分,我对书中关于“图论”(Graph Theory)的讲解尤为赞赏。作者不仅介绍了图的基本概念、表示方法(邻接矩阵、邻接表),还详细讲解了各种经典的图算法,如Dijkstra算法(单源最短路径)、Floyd-Warshall算法(所有顶点对最短路径)、Prim算法和Kruskal算法(最小生成树)。他通过生动的图示和细致的算法步骤,让我能够清晰地理解这些算法的运行过程,以及它们如何利用贪心策略或动态规划的思想来找到最优解。此外,书中还涉及了一些NP-hard问题和近似算法的讨论,这些内容在我之前的学习中几乎是空白,这本书为我打开了一个新的视野。

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这本书的封面设计简洁大气,书名《Data Structures and Algorithms in C++》更是直接点明了其核心内容。作为一名刚入门编程不久的学习者,我曾为选择哪本入门书籍而犹豫不决。网络上充斥着各种推荐,但总感觉缺乏一个权威且易懂的指引。在朋友的推荐下,我拿起了这本书。从第一章开始,我就被它独特的讲解方式所折服。作者并没有一开始就抛出复杂的数学公式,而是从最贴近我们生活中的例子入手,比如如何管理一本书的列表、如何组织一个电话簿等,来引出数据结构的概念。这种“由表及里”的教学方式,让我能够迅速地理解抽象概念的实际意义。比如,在讲解数组和链表时,作者不仅给出了它们在内存中的存储方式,还详细对比了它们在插入、删除、访问元素时的效率差异,并用C++代码清晰地展示了这些操作的实现。我尤其喜欢书中对于“复杂度分析”的讲解,作者用非常直观的方式解释了O(n)、O(log n)、O(n^2)等概念,并强调了在选择数据结构和算法时,考虑效率的重要性。他甚至还用生动的比喻来形容不同算法的运行速度,比如将O(n^2)的算法比作“大海捞针”,而将O(log n)的算法比作“二分查找”,这让我对算法的效率有了更直观的认识。在学习二叉搜索树时,作者不仅展示了基本的插入和查找操作,还详细讲解了平衡二叉树(如AVL树和红黑树)的必要性,以及它们是如何通过旋转等操作来维持平衡,从而保证查找效率的。这部分内容对于我来说是全新的,但作者的讲解非常到位,让我能够理解为什么需要这些复杂的平衡机制。这本书的学习过程,就像是在为我的编程知识打下坚实的地基,让我对未来的学习充满了信心。

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这本书的标题《Data Structures and Algorithms in C++》就像是一张通往计算机科学核心的地图,而作者就是那个引路人。我一直对编程充满热情,但总觉得自己在“内功”方面有所欠缺,尤其是在处理大规模数据和优化程序性能方面,感觉总是力不从心。通过这本书,我终于找到了一个能够系统学习数据结构与算法的绝佳途径。作者的语言风格非常平实,却又充满力量。他并没有使用过于花哨的辞藻,而是用最直接、最清晰的方式来阐述复杂的概念。我尤其欣赏作者在讲解每一个算法时,都会提供多种实现方式,并详细分析它们在时间、空间复杂度上的差异,以及在特定场景下的适用性。例如,在讲解图的遍历时,作者不仅提供了广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)的C++实现,还深入探讨了它们在解决不同问题时的优势,例如BFS在寻找最短路径时的应用,以及DFS在拓扑排序和连通分量查找中的作用。书中对哈希表(Hash Table)的讲解也让我印象深刻。作者不仅介绍了哈希函数的概念、冲突解决的常用方法(如链地址法和开放地址法),还详细分析了哈希表在插入、删除、查找操作上的平均和最坏情况下的时间复杂度。这些深入的分析,让我对哈希表这种高效的数据结构有了全面的认识。我尝试着将书中讲解的算法和数据结构应用到我自己的小项目中,发现了很多之前从未想到的优化思路,程序的运行效率也得到了显著提升。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于如何用更聪明、更高效的方式解决问题的指南。它激发了我对算法优化的兴趣,也让我对C++这门语言的强大能力有了更深的体会。

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我是一名有着数年开发经验的软件工程师,平时主要负责后端系统的开发。虽然日常工作中接触到的大多是应用层面的逻辑,但偶尔遇到的性能瓶颈问题,总是会将我拉回到对底层数据结构和算法的思考。坦白讲,毕业后就很少再系统地翻阅这方面的书籍了,更多的是依赖经验和一些零散的搜索。这次偶然的机会接触到《Data Structures and Algorithms in C++》,我承认一开始只是抱着“看看有没有什么新东西”的心态,但越读越觉得,这本书触及了我很多之前“模糊”的认知。作者对C++语言特性的理解非常深刻,能够将数据结构和算法的理论完美地嫁接到C++的语法和特性中。例如,在讲解模板(Templates)时,作者就清晰地展示了如何利用C++的模板机制来实现泛型的数据结构,这样可以极大地提高代码的复用性和灵活性,避免了在不同数据类型之间重复编写相似的代码。我还特别欣赏书中关于面向对象设计原则在数据结构实现中的应用。作者并没有将数据结构视为孤立的函数集合,而是强调了如何通过封装、继承、多态等面向对象的方式来构建清晰、可维护的数据结构类。比如,在实现一个通用的容器类时,作者就示范了如何使用抽象基类和虚函数来实现一个统一的接口,从而允许用户在不关心具体实现细节的情况下,方便地使用不同的数据结构。书中对内存管理和性能优化的讨论也相当到位。在C++这个需要手动管理内存的语言环境中,理解数据结构在内存中的布局、元素的分配与释放,以及指针的正确使用,对于避免内存泄漏和提高程序效率至关重要。作者在这方面提供了很多实用的技巧和注意事项,让我对如何在C++中更安全、更高效地使用数据结构有了更深的认识。例如,在讲到链表时,作者就详细分析了节点内存的分配与释放,以及如何正确处理指针的为空检查,从而防止了常见的运行时错误。这本书不仅是对理论知识的梳理,更是对我在C++实战中一些“凭感觉”的做法提供了坚实的理论支撑和改进方向。

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这本《Data Structures and Algorithms in C++》简直是我学习数据结构与算法以来遇到的最系统、最全面的书籍。作为一名在校的计算机科学专业学生,我深知这两门课程的重要性,但一直找不到一本能够真正帮助我深入理解的书。很多教材的讲解过于抽象,看完后感觉像是读了半本天书,而有些网络资源又过于碎片化,缺乏整体性。这本书的出现,彻底改变了我的学习状态。作者的讲解风格非常细腻,他就像一位循循善诱的老师,总能在我感到困惑的地方给予及时而深刻的解答。我尤其欣赏作者在讲解每一种数据结构时,都会先从其核心思想入手,然后给出抽象的接口定义,再到具体的C++实现,最后是对其性能进行详细的分析。比如,在讲解队列(Queue)时,作者不仅介绍了先进先出(FIFO)的原则,还详细对比了基于数组实现的队列和基于链表实现的队列,并分析了它们在空间利用率和操作效率上的差异。他还展示了如何利用C++的标准库容器(如`std::queue`)来实现队列,并讲解了其内部的工作机制。在算法部分,书中对“搜索”(Search)和“排序”(Sort)算法的讲解非常透彻。除了基础的线性搜索和二分搜索,作者还详细讲解了各种排序算法,如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序、堆排序等,并对它们的稳定性、时间复杂度、空间复杂度进行了详尽的分析和比较。他还深入讲解了这些算法在实际应用中的优化技巧,以及如何根据不同的数据场景选择最合适的算法。这本书让我深刻理解到,学习数据结构与算法,不仅仅是为了掌握编程技巧,更是为了培养一种严谨、高效的解决问题的思维模式。

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《Data Structures and Algorithms in C++》这本书,对于我这样一名正在为进入IT行业做准备的学生来说,简直是“雪中送炭”。我参加过一些线上的数据结构和算法课程,但总感觉缺乏系统性和深度。很多时候,我只是记住了代码怎么写,但对于其背后的原理却知之甚少。这本书,则真正让我感受到了“学习”的乐趣和力量。作者在讲解数据结构时,非常注重将理论与实践相结合。例如,在介绍堆(Heap)这一数据结构时,作者不仅解释了最大堆和最小堆的概念,还详细说明了如何用数组来实现堆,以及堆的插入、删除(提取最大/最小值)等操作是如何在O(log n)的时间复杂度内完成的。他还将堆的应用场景,如优先队列(Priority Queue)的实现,也一并进行了详细讲解,让我看到了理论知识在实际应用中的价值。在算法部分,我对书中关于“动态规划”(Dynamic Programming)的讲解尤为着迷。作者通过“背包问题”、“最长公共子序列”等经典案例,将动态规划的核心思想——“最优子结构”和“重叠子问题”——讲解得非常透彻。他展示了如何通过构建状态转移方程,并利用C++的数组或二维数组来存储中间结果,从而避免重复计算,找到最优解。这部分内容对我来说是最具挑战性的,但作者的耐心指导和清晰的逻辑,让我逐渐掌握了这种强大的问题解决技巧。我甚至尝试着将一些书中讲解的算法,比如KMP算法(Knuth-Morris-Pratt algorithm)用于字符串匹配,应用到我的课程设计中,取得了意想不到的效果。这本书让我明白,数据结构和算法并非枯燥的理论,而是解决实际问题的有力武器,而C++则为我们提供了实现这些武器的精良工具。

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拿到《Data Structures and Algorithms in C++》这本书,我脑海中浮现的第一个词是“全面”。在过去的学习生涯中,我接触过不少关于数据结构和算法的书籍,但没有一本能像它这样,如此系统地覆盖了从基础到进阶的各类知识点,并且都用C++语言进行了详实的阐述。作者的写作风格非常严谨,但又不失生动。他用清晰的逻辑和大量的图示,将抽象的概念变得可视化,让我能够更容易地理解。我特别喜欢书中对“递归”(Recursion)这一概念的讲解。作者不仅介绍了递归的定义,还通过一系列经典的例子,如阶乘计算、斐波那契数列、二分查找、快速排序等,生动地展示了递归如何优雅地解决复杂问题。他甚至还深入探讨了递归的潜在风险,如栈溢出问题,并给出了如何通过迭代或者尾递归优化来解决这些问题的方案。这让我对递归有了更深层次的认识,也学会了如何更安全、更有效地使用它。在算法部分,书中对“回溯”(Backtracking)算法的讲解也给我留下了深刻的印象。作者通过解决“N皇后问题”、“迷宫寻路”等经典问题,详细展示了回溯算法的搜索过程,以及如何通过剪枝等技术来提高效率。他甚至还涉及了回溯算法在组合优化问题中的应用,这对我来说是全新的领域。阅读这本书的过程,就像是在进行一场思维的“头脑风暴”,不断有新的启发涌现。作者不仅传授了知识,更重要的是教会了我如何思考,如何用更高效、更优雅的方式来解决编程中的难题。这本书的价值,远远超出了我最初的预期。

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这本书的封面上那几个大字“Data Structures and Algorithms in C++”在我拿到它的时候,就散发着一种既熟悉又带着些许敬畏的气息。我是一名即将毕业的计算机科学专业的学生,过去几年里,数据结构与算法一直是我的“必修课”和“必过关”,但总感觉自己像是在别人的引路下匆匆赶路,对那些抽象的概念始终隔靴搔痒,无法真正内化为自己解决问题的工具。市面上关于这个主题的书籍汗牛充栋,我尝试过几本,有的过于理论化,读起来像天书;有的则过于简化,避重就轻,看完之后感觉自己依然是一头雾水。然而,这本书的出现,仿佛是为我量身定做的。从我翻开第一页开始,就被其严谨但不失可读性的语言所吸引。作者并没有一开始就抛出一堆晦涩的定义和复杂的数学证明,而是循序渐进,从最基础的数组、链表开始,层层剥茧,将抽象的概念具象化,并通过大量的C++代码示例来佐证。我特别欣赏的是,书中不仅仅是简单地展示如何实现某个数据结构,更深入地探讨了它们背后的设计思想、时间与空间复杂度分析,以及在不同应用场景下的优劣势。例如,在讲解树结构时,作者详细对比了二叉搜索树、AVL树、红黑树等,不仅给出了实现代码,还通过图示和表格清晰地展示了它们在插入、删除、查找等操作上的性能差异,以及为什么在某些情况下选择一种结构比另一种更合适。这种深度的剖析,让我不再满足于“知其然”,而是开始思考“知其所以然”。我印象最深刻的是关于图算法的部分,从广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)的基础应用,到最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)的精妙之处,再到最小生成树算法(Prim、Kruskal)的优雅求解,作者都提供了清晰的逻辑推导和高效的C++实现。他甚至还涉及了更复杂的图问题,如网络流和NP-hard问题,这些内容在我之前的学习中几乎是被一带而过的,而这本书却给了我一个全面而深入的了解。每一次阅读,我都感觉自己对计算机科学核心问题的理解在不断深化,这种扎实的学习体验,是我在其他任何书籍中都未曾感受过的。

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拿到《Data Structures and Algorithms in C++》这本书,我立刻被它扎实的内容和清晰的讲解风格所吸引。作为一个在大学时期就对计算机科学有着浓厚兴趣的学生,我一直在寻找一本能够真正帮助我理解数据结构与算法精髓的书籍。市面上有很多教材,有些过于晦涩难懂,有些又过于浅显,无法满足我深入探索的需求。这本书恰好填补了这一空白。作者在讲解每一个概念时,都力求做到严谨而易懂。他不仅仅是给出代码,更重要的是阐述了代码背后的逻辑和设计思路。例如,在讲解排序算法时,除了常见的快速排序和归并排序,作者还详细分析了它们的时间复杂度、空间复杂度以及在不同情况下的稳定性。通过大量的图示和伪代码,我能够清晰地看到算法的每一步是如何进行的,以及为什么它能够达到这样的效率。这本书给我最大的启发是,理解数据结构与算法并非一蹴而就,而是需要循序渐进,并且需要将其与实际编程紧密结合。作者在书中提供了大量的C++代码示例,这些示例不仅功能完善,而且风格规范,是学习如何将理论转化为实际代码的绝佳范本。我特别喜欢作者在书中对递归和分治策略的讲解,他通过一些经典的例子,如斐波那契数列、汉诺塔等,生动地展示了如何运用这些强大的思维方式来解决复杂问题。他甚至还深入到了一些更高级的主题,比如动态规划、贪心算法等,并给出了相应的C++实现。这些内容对我来说是全新的,但我通过书中清晰的讲解和详细的步骤,竟然也能逐渐领会其中的奥妙。这本书让我深刻体会到,学习数据结构与算法,不仅是学习计算机科学的基础知识,更是培养一种严谨的、逻辑性的思考方式,这种能力无论在学习还是在未来的职业生涯中都至关重要。

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老实说,在拿到《Data Structures and Algorithms in C++》之前,我对“数据结构”和“算法”这两个词汇的理解,更像是停留在考研复习时的那种背诵和应试层面。我知道有链表、栈、队列,也知道有排序算法和查找算法,但它们在我脑海中的形象一直是模糊的、孤立的,缺乏一个清晰的系统框架。我曾试图通过观看各种在线课程来弥补这一块的知识,但视频的节奏总是跟不上我的思考,而且很难找到一个与我学习进度和理解深度完全匹配的资源。这本书的到来,就像是为我搭建了一个全新的知识体系。作者在开篇就点明了数据结构与算法在现代软件开发中的核心地位,并强调了C++作为一门强大而高效的语言,如何能够完美地支撑这些概念的实现。我尤其喜欢作者在讲解每一个数据结构时,都会先从其解决问题的动机出发,然后给出抽象的定义,再到具体的C++实现,最后是性能分析。这种“问题-抽象-实现-分析”的逻辑链条,让我在学习过程中始终保持清晰的思路,而不是被一堆代码和术语淹没。例如,在讲到动态数组(vector)时,作者不仅仅是告诉你它能自动扩容,还详细解释了扩容的机制,包括每次扩容的增长因子、元素迁移的成本,以及为什么平均插入时间是O(1)。这种对细节的关注,让我真正理解了“高效”二字的含义。在算法部分,我发现书中对各种排序算法的讲解非常透彻,不仅仅是冒泡排序、选择排序这种基础的,还包括了快速排序、归并排序、堆排序等效率更高的算法。作者通过生动的比喻和细致的步骤分解,将这些算法的内部工作原理展现在我眼前,甚至还讨论了它们在不同数据分布下的表现差异,以及如何进行性能调优。阅读这本书的过程,对我来说更像是一次深入的“对话”,我可以通过书中提供的代码进行实践,通过作者的讲解来验证我的理解,并在遇到困惑时,书中通常会提供不同的视角和更进一步的思考方向。这本书真正让我体会到了,学习数据结构与算法,不仅仅是为了应付考试,更是为了掌握一门解决复杂计算问题的通用语言和思维方式。

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