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出版者:高等教育出版社

作者:谭浩强 张基温

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996-03-01

价格:14.3

装帧:

isbn号码:9787040053838

丛书系列:

图书标签:

• BASIC
• 程序设计
• 教程
• 编程入门
• 计算机基础
• 算法
• 教学
• 入门级
• 经典教材
• 代码示例

好的，下面是一份关于一本名为《深入理解与应用：高级数据结构与算法实践》的图书简介，这份简介旨在详尽地描述该书的内容、深度和目标读者，同时确保内容自然流畅，不含任何计算机生成痕迹。 --- 图书简介：《深入理解与应用：高级数据结构与算法实践》 作者： 资深软件架构师 / 算法研究员 联合撰写 出版社： 科技前沿出版社 定价： 188.00 元 页数： 850 页（精装全彩印刷，包含大量图解与代码实例） --- 导言：跨越基础，直击核心 在当今快速迭代的软件工程领域，算法与数据结构不再仅仅是计算机科学专业的基础课程内容，它们是决定系统性能、可扩展性和创新能力的关键要素。从大规模分布式系统的资源调度，到实时交互式应用的低延迟处理，高效的底层设计是优秀软件的生命线。《深入理解与应用：高级数据结构与算法实践》正是一本旨在填补“基础知识掌握”与“工程实际应用”之间鸿沟的深度参考书。 本书并非对初级结构和基础排序算法的简单重复，而是聚焦于那些在复杂、高并发、大数据场景中发挥决定性作用的高级抽象和优化技术。我们假设读者已经熟练掌握了链表、数组、栈、队列以及基础的树结构（如二叉搜索树）和基本的复杂度分析方法。基于此坚实的基础，本书将带领读者进入算法设计的“深水区”，探索那些真正考验工程师洞察力的领域。 第一部分：超越标准：内存与性能的极限优化 本部分致力于挖掘那些超越教科书标准描述，但对实际性能影响巨大的数据结构变体和优化技巧。 第1章：平衡树结构的演进与实践 我们不仅仅停留在红黑树和AVL树的平衡机制讲解上。本章深入剖析了自适应平衡树（如Treap、Scapegoat Tree）的设计哲学，并详细阐述了在特定场景下，如需要快速合并或分裂操作时，伸展树（Splay Tree）如何通过旋转操作实现摊还分析的优化。我们通过一个基于B+树的磁盘索引模拟案例，展示了如何将这些内存结构的思想应用于I/O效率的提升。 第2章：哈希技术的深度剖析 传统的哈希表在处理冲突时效率会下降。本章聚焦于完美哈希函数（Perfect Hashing）的构造方法，特别关注Cichelli's方法和FKS方案，讨论其在静态数据集查找中的不可替代性。此外，我们详细解析了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式缓存系统（如Memcached、Redis Cluster）中的应用原理，包括虚拟节点策略的细微调整如何影响数据分布的均匀性与故障转移的平滑性。 第3章：堆与优先队列的广义化 跳出二叉堆的框架，本章引入了更高效或更具针对性的优先队列结构。我们将详细介绍斐波那契堆（Fibonacci Heap）的复杂结构和渐进复杂度优势，并探讨其在Dijkstra和Prim算法的优化应用中，如何显著降低实际运行时间。同时，书中还涵盖了二项堆（Binomial Heap）的合并操作原理，为理解更复杂的集合结构打下基础。 第二部分：图论的复杂应用与算法范式 图结构是建模复杂关系的核心，本部分专注于那些解决非平凡路由、流控制与网络分析问题的算法。 第4章：网络流理论的深入探究 本章将网络流从最大流/最小割的基础提升到高级应用。我们详细讲解了增广路径算法（如Edmonds-Karp与Dinic算法）的内部机制，并重点分析了Dinic算法在具有特殊容量图上的性能优势。此外，我们引入了最小费用最大流（Min-Cost Max-Flow, MCMF）的概念，并通过一个资源调度问题实例，展示如何结合势能方法（Potential Function）优化Bellman-Ford或SPFA算法来解决带有负权边的最短路径问题。 第5章：高级匹配与覆盖问题 聚焦于二分图和一般图上的匹配理论。除了标准的匈牙利算法，本章深入探讨了通用图的最大匹配问题，详细解读了Tutte矩阵与Tutte定理的意义，为读者理解更抽象的组合优化奠定理论基础。在覆盖问题上，我们对比了最小顶点覆盖与最大独立集的对偶关系，并展示了它们在求解任务分配优化中的实际价值。 第6章：几何算法：计算几何学的实用分支 本部分选取了对工程实践影响最大的计算几何算法。我们将重点介绍平面扫描算法（Plane Sweep），并结合实例讲解如何使用它来高效解决最近点对问题和线段交集问题。此外，凸包算法（如Graham扫描和快速的Chan算法的混合策略）的实现细节和边界条件的鲁棒性处理被详尽讨论。 第三部分：动态规划与优化范式 动态规划（DP）是算法设计中最具艺术性的领域之一。本部分旨在梳理和拓展DP的应用范围，特别是当状态空间变得巨大时。 第7章：DP的加速技术与状态压缩 当DP的状态维度超过三维时，标准的记忆化搜索往往会遇到内存爆炸。本章聚焦于状态压缩DP，通过位掩码技术处理如旅行商问题（TSP）的精确解法。更进一步，我们探讨了凸包优化（Convex Hull Trick, CHT）的应用，这是一种针对一类特定线性递推DP的 $O(N log N)$ 优化技术，能将 $O(N^2)$ 的解法显著加速。 第8章：序列问题的进阶分析 我们不再满足于经典的LCS（最长公共子序列）。本章深入分析了编辑距离的变种，特别是针对DNA序列比对的Needleman-Wunsch和Smith-Waterman算法的局限性与优化方向。同时，后缀数组（Suffix Array）与后缀树（Suffix Tree）的构造与应用，被视为处理字符串匹配、最长重复子串等问题的终极工具，本书将详细剖析其线性时间构建算法（如SA-IS）。 第四部分：并行化与近似算法的工程取舍 在现代多核、多节点的计算环境中，算法的选择必须考虑并行效率。 第9章：并行算法设计基础 本章简要介绍了并行计算模型的选择（如PRAM模型），并重点讲解了如何将经典算法（如归并排序、矩阵乘法）进行并行化分解（Divide and Conquer）。我们探讨了并行归约（Parallel Reduction）的效率，并讨论了负载均衡在实际并行实现中的挑战。 第10章：NP难问题的实用策略 面对不可解（或不可在合理时间内求解）的问题，工程师必须依赖启发式和近似方法。本章系统地介绍了近似算法（Approximation Algorithms）的设计框架，重点讲解了集合覆盖问题的对数因子近似算法，以及最大割问题的随机化近似方法。通过这些案例，读者将学会如何在时间复杂度与解的质量之间做出明智的工程权衡。 目标读者与价值体现 本书的目标读者是具有扎实编程基础（熟悉至少一门主流语言如C++/Java/Python）并希望在以下领域深耕的专业人士： 1. 系统架构师与资深开发者： 需要设计高吞吐量、低延迟服务的工程师。 2. 算法研究人员： 寻求特定高级数据结构与组合优化理论支持的研究者。 3. 竞赛程序员： 准备面对更复杂、更抽象的算法挑战。 《深入理解与应用：高级数据结构与算法实践》提供的不仅是知识，更是解决现实世界中那些“看似无解”问题的思维框架和工具箱。通过对每一种算法和结构的深入剖析，结合数百个精选的工程案例代码，本书旨在培养读者一种将抽象理论转化为高效工程实践的强大能力。阅读完本书，您将能够自信地面对任何涉及复杂数据组织与优化难题的挑战。

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这本书的配套资源无疑是锦上添花的存在。光盘（或在线资源包）里提供的代码示例质量极高，不仅代码写得规范、注释详尽，而且很多案例都是小型实用程序的雏形，具备很高的二次开发价值。我尝试着下载并编译了其中的一个图形界面小工具，整个过程非常顺畅，印证了书中所述的编译流程。更重要的是，作者在章节末尾设置的“挑战性练习”环节，真正起到了引导思考的作用。这些练习不是简单的重复性操作，而是需要你综合运用本章乃至前几章知识点去解决一个小型问题的设计题。这迫使我必须脱离教材的“拐杖”，真正动手动脑去构建自己的解决方案，这种主动学习带来的成就感是无可替代的。

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我在阅读这本书时，最惊喜的发现是其中包含的“调试与错误排查”章节。这部分内容往往被许多教程所忽视，但却是决定一个初学者能否坚持下去的关键。书中详尽地列举了初学者最常犯的几大类错误，并提供了系统性的排查思路和工具使用指南。作者没有仅仅停留在指出“哪里错了”，而是深入剖析了“为什么会错”以及“如何避免再犯”。我按照书中的建议，开始使用内置的调试器来单步执行代码，以前那种靠“猜”和“试错”来找Bug的日子终于告一段落。这种注重实践中“软技能”的培养，而不是只教语法“硬知识”的教学态度，体现了作者深厚的教学经验和对学习者需求的深刻理解。

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说实话，我是一个对编程抱有敬畏之心的人，总觉得那些复杂的代码和晦涩的术语是难以逾越的高山。然而，这本书却以一种极其口语化、富有耐心的笔触，彻底颠覆了我的看法。作者的语言风格极其亲切，仿佛是邻座的一位经验丰富的老师在耳边轻声细语地讲解，没有任何高高在上的技术腔调。当涉及到一些容易混淆的概念时，他总能找到最生活化的比喻来进行类比解释，让人瞬间茅塞顿开。比如，他对“指针”概念的阐述，就采用了非常巧妙的“地址簿”模型，一下子就让这个曾经让我头疼的概念变得清晰可见。这种将深奥知识“翻译”成通俗易懂语言的能力，是这本书最大的亮点之一，极大地降低了编程学习的心理门槛。

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这本书的内容组织逻辑简直是教科书级别的范例，结构清晰得令人惊叹。作者似乎深谙初学者的学习曲线，从最基础的变量、数据类型讲起，逐步深入到流程控制、函数和模块化编程。每介绍一个新的概念，都会立刻配上几个贴近实际应用的示例代码，这些例子既简单易懂，又能准确地展示该概念的实际作用。我特别喜欢它在引入面向对象编程（OOP）时的处理方式，没有直接抛出复杂的理论，而是通过一个逐步迭代的实战项目，让你在“做中学”，自然而然地领悟到OOP的精髓所在。章节之间的过渡非常平滑自然，没有那种生硬的跳跃感，仿佛作者正耐心地牵着你的手，一步步带你走过整个编程世界的奇妙旅程。这种循序渐进、环环相扣的编排方式，极大地增强了学习的连贯性和自信心。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了柔和的蓝色调，配上简洁的字体排版，散发出一种专业而又不失亲和力的气质。我原本以为技术类的书籍都会比较刻板严肃，但这本书成功地打破了我的固有印象。内页的纸张质量也相当不错，阅读起来非常舒适，即便是长时间盯着屏幕阅读后，再来看实体书也能感到眼睛得到了放松。更值得称赞的是，书中的插图和图表绘制得非常精美且清晰，对于理解复杂的程序逻辑非常有帮助。作者在版式设计上也花了不少心思，段落之间的留白恰到好处，使得整本书读起来节奏感十足，不会让人感到拥挤和压抑。总的来说，从拿到书的那一刻起，我就能感受到出版方在细节上倾注的匠心，这不仅仅是一本技术手册，更像是一件精心打磨的艺术品，让人爱不释手。

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