新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计

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出版者:南京师范大学出版社
作者:王建德
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1901-01-01
价格:18
装帧:
isbn号码:9787810475365
丛书系列:
图书标签:
  • 算法
  • 程序设计
  • 计算机
  • OI
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具体描述

《数据结构与算法精讲与实战:面向中高级程序员的深度解析》 内容简介 本书旨在为已经具备一定编程基础,并希望深入理解和掌握数据结构与算法核心原理及其实际应用的中高级程序员提供一份详尽而实用的指南。我们摒弃了针对初学者的基础概念罗列,而是将重点放在复杂数据结构的底层实现、经典算法的优化策略以及在真实工业场景中的应用考量上。 全书内容围绕“深度、效率、实践”三大核心支柱构建,力求在理论深度与工程实践之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分:核心数据结构的深入剖析与优化(Fundamentals and Optimization) 本部分将对计算机科学中最常用也最关键的数据结构进行超越教科书层面的探讨。 第一章:高级数组与内存管理 本章不仅涵盖了动态数组和稀疏矩阵的基本概念,更深入分析了内存局部性原理(Locality of Reference)对性能的影响。我们将详细解析C++ `std::vector` 的内部扩容机制、内存碎片化对性能衰减的影响,并探讨如何利用缓存友好的数据布局(Cache-friendly Layout)来优化循环迭代和数据访问模式。内容包括SIMD指令集(如SSE/AVX)在特定数组操作中的应用潜力分析。 第二章:链表与指针的艺术 抛开基础的单向和双向链表,本章聚焦于非连续内存数据结构的挑战。我们将深入剖析跳跃表(Skip List)的概率模型及其在并发环境下的应用(如`ConcurrentSkipListMap`的底层实现逻辑)。此外,还会详细讲解内存池(Memory Pool)的设计与实现,旨在解决频繁小对象分配和释放带来的系统开销问题,并对比其与标准内存分配器的性能差异。 第三章:树结构的进阶应用 本部分将树结构的应用提升至高性能计算层面。重点关注B/B+树的结构设计如何适应磁盘I/O的特性,并将其与数据库索引机制紧密结合。对于内存中的树结构,我们将详述红黑树(Red-Black Tree)和AVL树的平衡维护算法的微观差异,并详细介绍Trie树(前缀树)在字符串匹配、自动补全服务中的高级优化技巧,包括压缩Trie(Radix Tree)的构建流程。 第四章:哈希表的性能陷阱与突破 哈希表(散列表)是性能优化利器,但其性能高度依赖于哈希函数和冲突解决策略。本章将剖析完美哈希(Perfect Hashing)的应用场景,以及一致性哈希(Consistent Hashing)在分布式系统(如缓存集群、负载均衡)中的核心作用,避免了传统取模法带来的大规模数据迁移问题。我们还会深入探讨现代CPU如何通过分支预测来影响哈希查找的实际性能。 第二部分:核心算法的深度优化与复杂性分析(In-depth Algorithms and Complexity) 本部分专注于算法设计范式的精细化操作和性能瓶颈的突破。 第五章:动态规划的优化与状态压缩 动态规划(DP)是解决复杂优化问题的利器,但其核心挑战在于状态空间爆炸。本章将重点介绍如何运用状态压缩技术(如使用位掩码DP)来将指数级状态压缩至可解范围。同时,我们将分析四边形不等式(Knuth Optimization)和凸包优化(Convex Hull Trick, CHT)等高级技巧,用于将$O(N^3)$或$O(N^2)$的DP转移优化到$O(N^2 log N)$甚至$O(N^2)$,适用于序列优化问题。 第六章:图论的高级应用与流网络 本章将图算法的应用场景从简单的路径查找扩展到网络流和优化。我们将详尽解析最大流/最小割(Max-Flow/Min-Cut)的多种实现(如Edmonds-Karp, Dinic算法),并探讨它们在二分图匹配、任务分配等领域的转换技巧。此外,还将涵盖最短路径算法在带负权边图中的应用(SPFA的局限性与Bellman-Ford的稳健性分析),以及最小生成树算法(Prim与Kruskal)的并行化思路。 第七章:高级搜索与回溯剪枝 针对组合爆炸问题,本章探讨A搜索算法中启发式函数的选择与设计,以及如何通过迭代加深深度优先搜索(IDDFS)来平衡空间与时间复杂度。重点分析约束满足问题(CSP)的求解策略,包括前向检查(Forward Checking)和维持弧一致性(Arc Consistency)等高级剪枝技术,以高效处理大规模的调度和规划问题。 第八章:排序算法的实战考量 超越基础的冒泡排序和快速排序,本章聚焦于外部排序(External Sort)的原理,特别是在处理内存无法容纳的大数据文件时的策略(如K路归并)。此外,我们将对比基数排序(Radix Sort)和计数排序在特定数据分布下的性能优势,以及在并行计算环境中如何高效地设计并行排序方案。 第三部分:面向实践的算法工程(Engineering Algorithms) 本部分关注算法在实际工程中的部署、调试和性能衡量。 第九章:算法的并行化与GPU加速 本章探讨如何将核心算法(如矩阵乘法、图遍历)从单线程模型转换为并行模型。我们将介绍OpenMP和MPI在CPU多核并行化中的应用,并对CUDA编程模型进行基础介绍,展示如何利用GPU的SIMT(Single Instruction, Multiple Thread)架构加速大规模数据处理任务。 第十章:算法的性能度量与工具链 理论上的$O(N log N)$并不总是在实践中表现最佳。本章强调基准测试(Benchmarking)的重要性,介绍如何使用专业的性能分析工具(如`gprof`, Valgrind/Cachegrind)来识别伪代码性能热点。我们将深入探讨数据结构的选择如何影响指令集延迟和分支预测的准确性,帮助读者在实际代码中实现“理论性能到工程性能”的转化。 总结 本书假设读者已经熟练掌握一门主流编程语言(如C++或Java),并对离散数学和基础算法有初步了解。全书侧重于“为什么”和“如何做”,通过大量的代码示例和深入的原理推导,旨在培养读者分析、设计和优化复杂计算问题的系统性思维,为迈向高级软件工程师或算法工程师岗位奠定坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,给我的感觉就像一位经验丰富的老者,娓娓道来,却蕴含着无尽的智慧。它的内容涵盖了信息学竞赛中至关重要的数据结构和算法设计领域,但与其他同类书籍不同的是,它在讲解理论知识的同时,极其注重实践的应用。我常常在阅读某个章节后,会发现书中紧随其后的便是与该知识点紧密相关的经典竞赛题目,并且作者还会对这些题目的解题思路、关键步骤以及可能的优化方案进行详细的剖析。这种“理论结合实践”的模式,大大增强了我的学习效率。我尤其欣赏作者在讲解算法时,那种对细节的关注。比如,在讲解二分查找时,除了标准的实现方式,书中还探讨了如何处理边界条件,以及在一些特殊情况下(如查找第一个大于某个值的元素)如何调整二分查找的逻辑。这种精益求精的态度,正是信息学竞赛所需要的。书中对各种数据结构的讲解,从最基本到最复杂,都遵循着一个清晰的逻辑脉络,让我能够逐步建立起完整的知识体系。比如,在学习排序算法时,作者不仅介绍了冒泡排序、选择排序等基础算法,还深入讲解了快速排序、归并排序等高效算法,并对其稳定性、时间复杂度等进行了深入的对比分析。此外,书中还涉及了一些高级数据结构,如平衡二叉查找树、B树等,这些内容对于提升竞赛水平至关重要。阅读这本书,让我感觉自己仿佛置身于一个大型的算法知识宝库,每一次翻阅都能有所收获,每一次学习都能为我的信息学竞赛之路增添一分信心。

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对于《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,我可以说是一见钟情,又经过细细品味,越发觉得其价值非凡。它给我的感觉,就像一个经验丰富的向导,带领我在浩瀚的数据结构与算法的海洋中航行。书中的内容,从最基础的数组、链表,到复杂的树、图、堆,再到各种排序、查找、图论算法,都进行了系统而深入的讲解。我尤其喜欢书中在介绍每一种数据结构或算法时,都会先阐述其“为什么”需要它,然后是“如何”实现它,最后是“在什么场景下”使用它。这种循序渐进、由浅入深的讲解方式,让我在理解概念时能够事半功倍。书中对于算法的分析,不仅仅停留在代码层面,还深入探讨了算法的时间复杂度和空间复杂度,以及各种算法之间的优劣对比。这对于理解算法的效率,以及在竞赛中选择最合适的算法至关重要。我印象特别深刻的是,书中在讲解动态规划时,作者会通过拆解问题、寻找状态转移方程、优化状态表示等一系列过程,逐步引导读者掌握动态规划的解题思路。这种“授人以渔”的教学方式,让我受益匪浅。此外,书中还包含了很多经典的竞赛题目,并提供了详细的解题思路和代码实现,这为我提供了极好的练习平台。

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拿到《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,我首先被其厚重的体量和严谨的编排所吸引。这显然是一本倾注了作者大量心血的著作,它不仅仅是一本教材,更像是一本信息学竞赛的“武功秘籍”。书中对数据结构的讲解,并不是简单地罗列定义和特性,而是深入浅出地阐述了每种结构的设计思想,以及它们在解决特定问题时的优势和局限性。例如,在讲解图论相关章节时,作者并没有止步于DFS和BFS这两个基础算法,而是系统地梳理了最短路径、最小生成树、拓扑排序等一系列与图相关的核心算法,并对它们的时间复杂度和空间复杂度进行了详尽的分析,这对于需要在短时间内高效解决复杂问题的竞赛选手来说,至关重要。书中对于算法的描述,往往伴随着清晰的伪代码和流程图,使得理解过程更加直观。我尤其喜欢书中对一些“难点”问题的解析,比如分治算法的递归思想,或者是动态规划的“状态转移方程”是如何一步步推导出来的,作者都给出了非常具有启发性的讲解。读完相关章节,我感觉自己对这些曾经困扰我的概念有了全新的认识。此外,书中还穿插了大量的“竞赛视角”的讨论,例如在讲解数组时,作者会提醒读者注意数组越界和内存访问的问题;在讲解链表时,会强调指针操作的严谨性。这些细枝末节的提示,恰恰是竞赛中常常导致失分的“坑”。对于渴望在信息学奥林匹克竞赛中取得优异成绩的同学来说,这本书绝对是不可或缺的“助攻”工具。它提供的不仅仅是知识,更是一种解决问题的策略和经验。

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《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,给我最直观的感受就是“实用”和“高效”。它并非那种纸上谈兵的理论书籍,而是真正贴合信息学竞赛实际需求的“实战指南”。书中对各种数据结构和算法的讲解,都非常注重其在竞赛中的应用,并提供了大量的实例。我尤其欣赏书中在讲解复杂数据结构时,比如线段树、字典树(Trie树)时,作者会先解释它们能够解决什么样的问题,然后才深入讲解其结构和操作。这种“问题导向”的讲解方式,让我能快速理解这些数据结构的价值。在算法方面,书中对各种经典算法的介绍,都非常精炼,能够迅速抓住算法的核心思想。例如,在讲解快速排序时,作者会重点强调“分区”操作的关键性,以及如何选择合适的“基准元素”来提高效率。书中提供的解题技巧和思路,更是如同“锦囊妙计”一般,能够帮助我在面对难题时,迅速找到突破口。我曾遇到过一个关于图的复杂问题,通过书中关于图论算法的讲解,并结合其提供的优化思路,我最终找到了高效的解决方案。这本书为我提供了一个清晰的知识框架,并教会我如何将理论知识转化为实际的解题能力。

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《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,给我带来的最大感受是“深度”和“广度”的完美结合。它既涵盖了信息学竞赛中最核心、最基础的数据结构和算法知识,又对一些前沿、复杂的算法和数据结构进行了深入的探讨。我尤其欣赏作者在讲解过程中,那种“刨根问底”的精神。例如,在讲解树结构时,作者会从二叉树讲到平衡二叉树,再到红黑树、AVL树,不仅讲解了这些树的结构特性,还深入分析了它们在插入、删除、查找等操作上的时间复杂度以及保持平衡的机制。这种深入的分析,让我不仅仅是“知其然”,更是“知其所以然”。书中对图论的讲解更是令人印象深刻,从基础的邻接矩阵和邻接表表示,到各种遍历算法,再到最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)、最小生成树算法(Prim、Kruskal),乃至强连通分量、割点、桥等概念,都进行了详尽的阐述。作者在讲解这些算法时,会穿插一些生动的比喻和实际的例子,让抽象的概念变得易于理解。同时,书中也提供了大量的变体题目,鼓励读者去思考算法的适应性和局限性。这本书记载的知识体系庞大而完整,对于每一个致力于信息学竞赛的选手来说,它都是一座宝库,能够帮助你建立起坚实的基础,并向更高级的领域迈进。

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初次接触《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》,我脑海中浮现的第一个画面,就是它像一个巨大的知识宝库,里面储藏着信息学竞赛中最宝贵的数据结构和算法的“财富”。它并非简单地罗列概念,而是以一种系统性的方式,将各个知识点有机地串联起来。我尤其欣赏书中在讲解数据结构时,那种从“基础”到“进阶”的清晰脉络。从最简单的数组、链表,到复杂的树、图、堆、哈希表,作者都进行了深入浅出的讲解,并且在讲解过程中,会穿插大量的实例和应用场景,让我能够深刻理解每种数据结构的特点和优势。在算法设计方面,这本书更是展现了其深度和广度。无论是基础的排序、查找算法,还是更复杂的动态规划、贪心算法、图论算法,作者都进行了详尽的剖析,并对算法的时间复杂度和空间复杂度进行了细致的分析。我特别喜欢书中对动态规划的讲解,作者会通过拆解问题、寻找状态转移方程、优化状态表示等步骤,一步步引导读者掌握动态规划的解题思路,让我感觉自己能够真正理解并掌握这种强大的算法。这本书为我构建了一个扎实的数据结构与算法知识体系,并为我在信息学竞赛的道路上,提供了源源不断的动力和信心。

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当我开始阅读《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》时,我首先感受到的是一种“系统性”的强大。这本书仿佛是一张巨大的网,将数据结构和算法设计的各个要点巧妙地串联起来,形成一个完整而严谨的知识体系。它并非零散地介绍各种概念,而是从最基础的逻辑出发,逐步构建起复杂的模型。例如,在讲解递归时,作者会先从简单的斐波那契数列开始,然后过渡到更复杂的树的遍历,再到分治算法的应用,每一步都循序渐进,让读者能够清晰地理解递归的精髓。对于那些初学者来说,这本书记载的详细步骤和清晰的逻辑,无疑是他们克服入门障碍的“拐杖”。书中的算法讲解,不仅仅是给出代码,更重要的是深入剖析了算法的设计思想,以及其背后的数学原理。我尤其喜欢书中对复杂度分析的讲解,作者会非常详细地解释为什么一个算法的时间复杂度是O(n log n),以及如何通过优化来降低复杂度。这对于理解算法的效率和选择最优解至关重要。书中大量的例题,也都精心挑选,覆盖了信息学竞赛中常见的题型和考点,并且对每道题的解题思路和代码实现都进行了详尽的讲解,这让我在练习时能够事半功倍。它就像一位严谨的老师,指导我如何思考,如何分析,如何编写出高效、准确的代码。

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《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,我只能用“精炼”和“深刻”来形容。它就像一本武林秘籍,将数据结构和算法的精髓浓缩其中,看似简洁,实则蕴含着无穷的智慧。书中对各种数据结构的介绍,从其基本定义到内部实现原理,都进行了清晰而准确的阐述。我尤其欣赏书中对于抽象数据类型(ADT)的讲解,作者通过ADT的概念,引导读者从“做什么”的角度去理解数据结构,而不是仅仅关注“怎么做”。这有助于培养一种更高层次的抽象思维能力。在算法设计方面,书中对各种经典算法的介绍,都力求做到“言简意赅”却“直击要害”。比如,在讲解分治算法时,作者会用清晰的逻辑剖析递归调用的过程,以及如何将大问题分解为小问题,并合并子问题的解。对于一些复杂的算法,如网络流、匹配等,书中虽然篇幅可能不如专门的著作,但却能够抓住其核心思想,并给出易于理解的讲解。这本书的另一个亮点在于其对“效率”的极致追求。在讲解各种算法时,作者都会强调其时间复杂度和空间复杂度,并给出如何优化算法的建议。这对于信息学竞赛而言,是至关重要的。阅读这本书,我感觉自己像是在与一位经验丰富的算法工程师进行对话,从中汲取他宝贵的实战经验和深刻的洞察力。

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当我翻开《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书时,我首先被其扎实的理论基础和严谨的逻辑结构所吸引。它就像一座宏伟的知识殿堂,每一层都蕴含着精妙的设计和深刻的智慧。书中对数据结构的讲解,不仅仅是停留在表面,而是深入到其底层实现原理和时间复杂度分析。例如,在讲解链表时,作者会详细比较单向链表、双向链表以及循环链表的优缺点,并分析它们在插入、删除、查找操作上的效率差异。这有助于我更深入地理解每种数据结构的适用场景。在算法设计方面,这本书的讲解更是精彩纷呈。从基础的贪心算法、动态规划,到更高级的搜索算法(如A*)、图论算法,书中都进行了详尽的阐述。我尤其喜欢书中对动态规划的讲解,作者会通过多个层级的案例,逐步引导读者理解如何定义状态、如何寻找状态转移方程,以及如何进行优化。这种“由易到难,层层递进”的教学方式,对于我这样一个初学者来说,简直是福音。书中还穿插了大量的“注意事项”和“易错点”,这些细节的提醒,恰恰是信息学竞赛中常常导致失分的关键。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养,它教会我如何去分析问题,如何去设计算法,如何去优化代码。

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初次翻开《新编奥林匹克信息学竞赛指导:数据结构与算法设计》这本书,我脑海中浮现的第一个画面,便是堆叠如山的习题集和各种复杂的图示。它承载着无数信息学竞赛爱好者对知识的渴求,也暗示着一段充满挑战与智慧的旅程。这本书就像一位经验丰富的领路人,它并非简单地罗列枯燥的概念,而是以一种循序渐进、层层递进的方式,引导读者深入理解数据结构的核心思想和算法设计的精髓。阅读过程中,我仿佛能看到作者在书桌前,仔细斟酌每一个字句,力求将最清晰、最准确的解释呈现在读者面前。书中对各种数据结构的剖析,从最基础的数组、链表,到稍微复杂一些的栈、队列,再到更进一步的树、图、堆,以及那些在竞赛中频频出现的哈希表、并查集等,都进行了细致入微的讲解。我尤其欣赏的是,作者并没有停留在概念的介绍,而是紧密结合了大量的实例和经典的算法题目,让抽象的理论变得鲜活起来。每一次对新算法的学习,都伴随着对其背后逻辑的深度剖析,以及其在实际问题中的应用场景。这不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养。我能感受到作者希望读者能够真正掌握“如何思考”而不是仅仅“如何记忆”。书中对一些经典算法的优化技巧,比如动态规划中的状态压缩,或者图算法中的剪枝策略,都让我茅塞顿开,感觉自己解决问题的能力得到了显著提升。对于初学者而言,这本书可能初看之下会有些压迫感,但只要坚持下去,你会发现它提供的知识框架是如此扎实,为后续更深入的学习打下了坚实的基础。对于已经有一定基础的读者,书中提供的各种进阶技巧和对复杂问题的分析,无疑会成为他们提升竞赛成绩的利器。它就像一把精心打磨的钥匙,能够打开通往信息学奥林匹克世界的大门,让你在探索算法的海洋中,找到属于自己的航标。

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王建德的名字就是上海系OI的代表,此书的讲解也许不是最好的,题目也是如同教材一样的干涉,没有一点灵气,但确实是一本不错的好资料书,很容易就能查到各种数据结构和简单算法的模版程序,深刻的体现了中国传统教育风格的集大成,和我们吴文虎、乳鸽的书比在学生思维、模型建立方面就差了

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