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出版者:北京工业大学出版社

作者:武马群

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2005-6

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787563915279

丛书系列:

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《数据结构与算法：从入门到精通》 内容提要 本书旨在为计算机科学初学者、希望夯实基础的软件工程师以及准备进入高阶算法挑战的开发者提供一套全面、深入且实用的数据结构与算法学习指南。我们摒弃了过于晦涩的理论堆砌，转而采用结合直观理解、经典案例与现代编程语言（以C++和Python为例）实现的教学方法，力求让读者真正掌握“思考”问题的核心工具。 全书内容横跨数据结构的底层实现原理、经典算法的设计思想、复杂度分析的严谨性，直至前沿的优化技术和实际应用场景。我们坚信，数据结构是算法的骨架，而算法是数据的灵魂。只有将二者紧密结合，才能构建出高效、可靠的软件系统。 第一部分：基础理论与分析——构建思维基石 第一章：算法与计算思维导论 本章首先确立了算法在现代计算中的核心地位。我们将探讨什么是算法，算法的特性（正确性、确定性、可行性、效率），以及如何进行初步的度量。重点引入渐近分析法，详细讲解大O、大Ω和Θ符号的数学定义和实际意义。通过对常数时间复杂度$O(1)$、对数时间复杂度$O(log n)$、线性时间复杂度$O(n)$、线性对数时间复杂度$O(n log n)$、平方时间复杂度$O(n^2)$和指数时间复杂度$O(2^n)$的直观图解和案例剖析，使读者建立对“效率”的量化认知。本章强调的不是记忆公式，而是理解时间消耗与输入规模增长之间的关系，这是后续所有分析的基础。 第二章：抽象数据类型（ADT）与基础结构 本章聚焦于抽象数据类型的概念，区分实现与接口。我们将系统介绍最基础的ADT：栈（Stack）和队列（Queue）。对于栈，深入讲解后进先出（LIFO）的原理，实现基于数组和链表的两种结构，并探讨其在函数调用、表达式求值（中缀转后缀/前缀）中的经典应用。对于队列，重点剖析先进先出（FIFO）的特点，实现标准队列、循环队列（解决数组尾部溢出问题）以及双端队列（Deque）。 第二部分：核心数据结构——组织世界的蓝图 第三章：线性结构的高级形态：链表 线性结构不一定是非连续存储的。本章全面解析链表（Linked List）家族。从最简单的单向链表开始，讨论其在动态内存分配和插入/删除操作上的优势。随后深入双向链表，分析其双向遍历和删除节点的便利性。最后，通过实现循环链表，展示其在模拟环形结构中的应用。特别关注链表的头插法、尾插法、查找以及在内存管理中的初步应用。 第四章：树形结构（一）：基础与遍历 树是描述层级关系的核心结构。本章引入树（Tree）的基本术语（根、节点、度、深度、森林）。重点讲解二叉树（Binary Tree）的定义和性质，特别是满二叉树和完全二叉树的区别。核心内容是树的遍历算法：深度优先搜索（DFS）的前序、中序、后序遍历，以及广度优先搜索（BFS）的层序遍历。我们将详细演示递归和非递归（使用栈或队列辅助）实现这四种遍历方式，并阐述中序遍历结合前序/后序遍历重建二叉树的逻辑。 第五章：树形结构（二）：搜索与平衡 本章聚焦于最高效的搜索树结构——二叉搜索树（BST）。详细阐述BST的搜索、插入和删除操作，并分析其在最坏情况下的$O(n)$性能瓶颈。为解决这一问题，本书引入平衡搜索树的概念，并深入剖析AVL树的旋转机制（LL, RR, LR, RL四种情况）和红黑树（Red-Black Tree）的五大性质及插入/删除后的再着色与旋转操作。这部分是理解高性能数据库和文件系统的关键。 第六章：堆与优先队列 堆（Heap）是一种特殊的完全二叉树，是实现优先队列（Priority Queue）的高效工具。本章讲解最大堆和最小堆的结构特性，重点阐述堆化（Heapify）操作的原理和时间复杂度。我们将展示如何利用堆来实现高效的Top K问题求解，并详述堆排序算法的完整流程及其$O(n log n)$的性能保证。 第七章：散列表与哈希技术 散列表（Hash Table）提供了平均$O(1)$的查找、插入和删除性能，是现代编程中不可或缺的一部分。本章从哈希函数的设计原则开始，探讨如何将任意大小的键映射到固定大小的数组索引上。随后，详细讲解冲突解决策略：链式法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing），包括线性探测、二次探测和双重哈希。最后，分析负载因子对性能的影响，并探讨如何动态调整表的大小（Rehashing）。 第三部分：经典算法与设计范式——解决复杂问题的利器 第八章：排序算法的全面比较 排序是衡量算法能力的试金石。本章不仅复习了冒泡、选择和插入排序的$O(n^2)$基础，更着重深入分析了高效排序算法：快速排序（Quick Sort）的划分（Partition）策略、枢轴选择的影响以及栈深度优化；以及归并排序（Merge Sort）的“分而治之”思想、稳定性分析及其在外部排序中的潜力。我们会通过实例对比这几种排序在不同数据集下的实际性能表现。 第九章：图论基础与遍历 图（Graph）是表示复杂关系的强大模型。本章定义了图的基本概念（顶点、边、权值、有向/无向、连通性）。核心内容是图的两种主要遍历算法：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在图结构上的实现，并探讨它们如何用于检测环、拓扑排序等问题。同时，讲解邻接矩阵与邻接表两种主要的图存储方式的优劣权衡。 第十-十章：图论高级算法：最短路径与最小生成树 本章是图论应用的高潮。首先讲解最短路径算法：Dijkstra算法（处理非负权边）的贪心策略和时间优化；以及Bellman-Ford算法（可处理负权边，并能检测负权环）。接着，深入讲解最小生成树（MST）的构建算法：Prim算法和Kruskal算法，并分析其与贪心选择的关系。 第十二章：动态规划（DP） 动态规划是解决重叠子问题和最优子结构问题的强大工具。本章首先通过斐波那契数列和背包问题引入记忆化搜索与自底向上的DP思想。随后，系统讲解求解最长公共子序列（LCS）和编辑距离的二维DP表格构建过程，并引导读者理解如何定义状态转移方程，这是掌握DP的关键所在。 第十三章：贪心算法 贪心算法的特点在于每一步都做出局部最优的选择，期望达到全局最优。本章通过霍夫曼编码、活动安排问题和分数背包问题等经典案例，阐释贪心算法的适用条件——证明局部最优解能导向全局最优解的“贪心选择性质”和“最优子结构”。 第四部分：进阶主题与实战 第十四章：高级搜索与回溯法 在复杂约束条件下寻找所有解或特定解时，回溯法（Backtracking）是核心技术。我们将通过解决经典的八皇后问题和数独求解，展示如何构建递归搜索树、设置剪枝条件，从而高效地遍历解空间。 第十五章：计算复杂度理论简介 本章对前述内容进行理论升华。将介绍P类问题、NP类问题、NP完全问题和NP难问题的基本概念。重点讲解多项式时间归约（Reduction）的思想，使读者理解为什么某些问题（如旅行商问题）难以找到高效解的根本原因。 总结与展望 本书的最终目标是培养读者形成一种“算法化”的思维模式，能够在面对实际工程问题时，迅速识别出隐藏的数据结构和适用的算法范式。每章均配有丰富的代码示例、详尽的复杂度分析和习题，确保理论知识能够转化为实际的编程能力。掌握本书内容，将为读者后续深入学习操作系统、编译原理、人工智能和高性能计算打下坚实的基础。

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这本书的结构安排有一种非常流畅的叙事感，它不是简单地罗列知识点，而更像是一段精心设计的旅程。从最初的网络规划阶段——你需要多少个IP地址、选择什么样的布线标准——到中间的设备配置与调试，最后到后期的高级功能扩展，逻辑链条衔接得极其自然。我个人特别喜欢它在介绍不同设备时所采用的对比分析方法。例如，它会清晰地对比集线器、交换机和路由器的功能差异和适用场景，避免了读者在选择硬件时产生混淆。这种对比不仅加深了理解，也使得知识点之间的联系更加紧密。读起来完全不会感到枯燥或碎片化，仿佛作者正坐在我旁边，一边喝着咖啡，一边用最清晰的逻辑为你梳理整个网络的骨架和血肉。这种行文风格，极大地提高了我的阅读兴趣和持续性。

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这本书简直是为那些对网络技术一窍不通，但又急需搭建和维护小型办公室网络环境的人量身定制的。我记得我刚拿到它的时候，手里头只有几台电脑和一堆网线，脑子里一片混乱。一开始，我完全不知道从哪里下手，IP地址、子网掩码这些术语听起来就像是外星语。但是，这本书的讲解方式非常亲和，它不是那种堆砌着冷冰冰技术术语的教科书。作者似乎非常理解初学者的困境，从最基础的网络拓扑结构开始，一步一步地引导你认识设备，比如交换机和路由器该怎么接，甚至连买什么类型的网线都有详细的建议。最让我惊喜的是，它没有跳过那些“扫盲”性的基础知识，而是用大量的图示和实际操作的截图，把复杂的概念掰开了揉碎了讲。我跟着书里的步骤操作，哪怕是配置一个最简单的DHCP服务，也变得轻松自如。那种从“完全不懂”到“可以独立操作”的成就感，很大程度上要归功于这本书扎实的前期铺垫。它真正做到了让小白也能快速上手，构建一个稳定可靠的局域网。

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不得不提的是，这本书在安全方面的介绍可以说是及时雨。在如今这个网络安全日益重要的时代，一个搭建好的局域网如果没有基本的防护措施，无异于门户大开。这本书并没有将安全模块边缘化，而是将其融入到整个组建流程之中。它详细解释了为什么我们需要防火墙，以及在Windows系统内置的防火墙设置中，哪些端口需要开放，哪些需要严格限制。更进一步，它还涉及了简单的访问控制列表（ACL）的配置概念，虽然可能没有专业安全书籍那么深入，但对于一个基础的局域网环境来说，已经绰绰有余了。我按照书中的指引，为共享文件夹设置了权限，并禁用了一些不必要的服务，这极大地增强了我对网络环境的掌控感。阅读完这部分内容后，我不再仅仅满足于“能用”，而是开始关注“是否安全”。这种思维的转变，让这本书的价值得到了质的提升。

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这本书的实用性，远超出了我购买它时的预期。我原本以为它会停留在理论层面，教我一些OSI七层模型之类的抽象概念，但实际上，它的大部分篇幅都聚焦于“如何解决实际问题”。比如，当网络速度变慢时，我们该如何判断是哪里出了问题？这本书提供了一套非常清晰的排查流程，从检查物理连接到分析网络拥堵点，每一步都有明确的检查清单和对应的命令行工具介绍。我特别欣赏其中关于故障排除的部分，作者没有给出标准答案，而是教会读者如何“像个工程师一样思考”。书中涉及的很多网络诊断工具的使用方法都非常具体，比如`ping`、`tracert`甚至一些更深入的工具，都配有详尽的参数解释和案例分析。这让我在面对突发状况时，不再是手忙脚乱地去网上搜索零散的解决方案，而是能系统地运用书中学到的知识进行定位和修复。这种“授人以渔”的教学方式，对于任何希望提升网络维护能力的人来说，都是无价之宝。

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对于需要跨平台协作环境的用户而言，这本书的价值更是凸显出来。我们公司里有Windows、macOS甚至Linux的设备混用，传统的教程往往只关注单一操作系统下的网络配置，让人头疼。这本书则出色地平衡了不同主流操作系统的网络共享和访问需求。它不仅讲解了如何设置Windows的文件共享，还详细说明了如何让Mac用户和Linux用户能够无缝地访问这些资源，包括SMB协议的配置细节和权限映射。书中对于不同操作系统在处理网络命名解析和工作组设置上的细微差别，都有着细致的笔墨。这对我解决团队协作中经常遇到的“互相看不到”的问题起到了决定性的作用。正是这种对异构网络环境的包容和细致入微的指导，使得这本书成为了我们团队桌面上不可或缺的参考资料，它真正解决了现代办公环境中普遍存在的兼容性难题。

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