数据结构 (平装)

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出版者:南京大学出版社
作者:李从利
出品人:
页数:253 页
译者:
出版时间:2003年03月
价格:23.0
装帧:平装
isbn号码:9787305026140
丛书系列:
图书标签:
  • 数据结构
  • 算法
  • 计算机科学
  • 编程
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具体描述

《算法艺术:深入探索计算思维与效率之道》 在信息爆炸的时代,如何高效地组织、存储和处理海量数据,已成为制约科技进步的关键瓶颈。从搜索引擎的索引优化到社交网络的个性化推荐,再到人工智能的深度学习模型,背后都离不开核心的驱动力——算法。而算法的精髓,则根植于数据结构的坚实土壤。 《算法艺术》并非一本单纯的“数据结构”教材,它更像是一次深入的计算思维探索之旅。本书旨在揭示数据结构的设计原理、内在逻辑以及它们如何被巧妙地运用于构建高效、优雅的算法。我们将一起走进数据的世界,学习如何以结构化的方式思考问题,从而找到解决复杂计算挑战的最佳路径。 本书核心内容概览: 基础数据结构:构建信息世界的砖石 线性结构:秩序与序列的魅力 数组: 探索连续内存的优势与局限,理解随机访问的高效性,并学习如何通过数组实现诸如查找、排序等基本操作。 链表: 领略动态内存分配的灵活性,深入分析单向链表、双向链表和循环链表的节点连接方式,理解它们在插入、删除操作上的优势,以及其在实现栈、队列等抽象数据类型中的关键作用。 栈: 揭示“后进先出”原则的魅力,解析函数调用栈、表达式求值等典型应用场景,并探讨基于数组和链表的两种实现方式。 队列: 理解“先进先出”的公平性,学习其在任务调度、广度优先搜索等领域的广泛应用,并比较数组和链表实现队列的差异。 非线性结构:多维关系的精妙设计 树: 探索层级结构的奥秘,从二叉树的基础概念到平衡二叉搜索树(如AVL树、红黑树)的自平衡机制,再到B树、B+树在数据库索引中的应用,深刻理解其在高效查找、插入和删除方面的卓越表现。 图: 踏入网络世界的宏大叙事,理解顶点、边、权重等概念,掌握深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)的遍历算法,以及Dijkstra、Floyd-Warshall等最短路径算法,解析社交网络分析、路线规划等应用。 哈希表: 学习如何通过散列函数将数据映射到存储位置,深入分析冲突解决策略(如链地址法、开放寻址法),理解其近乎常数时间的平均查找效率,及其在缓存、数据库索引等场景中的应用。 高级数据结构与算法优化:精益求精的艺术 堆: 深入理解最大堆和最小堆的性质,掌握堆排序的原理,以及堆在优先队列实现中的关键作用。 字典树 (Trie): 探究专门为字符串查找设计的树形结构,学习其在自动补全、拼写检查等领域的应用。 位图与布隆过滤器: 了解这些高效的集合成员判断数据结构,学习其在海量数据去重、近似匹配中的巧妙设计。 算法复杂度分析:衡量的标尺 时间复杂度与空间复杂度: 学习使用大O符号(Big O notation)精确描述算法的效率,理解最优、最坏和平均情况下的性能表现,为选择最佳算法提供科学依据。 递归与迭代: 比较这两种思维模式在解决问题上的异同,并理解尾递归优化等概念。 数据结构在实际场景中的应用:理论与实践的桥梁 数据库系统: 剖析索引(如B+树)如何支撑海量数据的快速检索。 操作系统: 理解进程调度、内存管理中队列、栈等数据结构的应用。 网络通信: 探究路由算法、数据包缓冲如何利用图论和队列。 人工智能: 讲解决策树、神经网络中隐藏的数据结构特性。 《算法艺术》将以清晰的逻辑、生动的比喻和丰富的代码示例(以伪代码和主流编程语言为例)相结合的方式,带领读者逐步掌握这些核心概念。我们不仅仅是学习“是什么”,更重要的是理解“为什么”以及“如何做得更好”。通过本书的学习,你将能够: 提升问题解决能力: 建立起用数据结构和算法视角分析和解决问题的思维框架。 优化程序性能: 能够根据具体场景选择最合适的数据结构和算法,显著提升程序运行效率。 理解底层原理: 深入理解常用软件和系统的核心运行机制。 为更高级的计算机科学领域打下坚实基础: 为学习操作系统、数据库、编译器、人工智能等打下坚实基础。 无论你是初涉编程的新手,还是希望进一步提升技术深度的在职开发者,《算法艺术》都将是你不可或缺的指南。它将帮助你拨开重重迷雾,看到算法背后的优雅与力量,让你在编程的世界里游刃有余,创造出更高效、更智能的解决方案。让我们一起,用数据结构的艺术,点亮计算思维的未来。

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目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,我购买这本书的初衷,更多是出于对知识的渴望,以及对数据结构这个计算机科学基础领域的敬畏。我承认,在翻阅前几章时,确实感受到了一丝“力不从心”,那些关于算法分析的严谨数学推导,以及各种抽象的数据模型,一度让我怀疑自己是否真的适合深入学习。然而,当我耐着性子,一步步跟随作者的讲解,尝试着去理解那些符号背后的含义,去体会那些看似复杂的公式所代表的逻辑时,一种豁然开朗的感觉便油然而生。我最喜欢书中对排序算法的详尽剖析,从最基础的冒泡排序、选择排序,到更高效的快速排序、归并排序,作者不仅仅是给出了代码实现,更重要的是,他详细地分析了每种算法的工作原理,以及它们在不同数据规模下的性能表现。通过大量的图示和表格,他将各种排序算法的“执行轨迹”清晰地展现在读者面前,让我能够直观地感受到它们之间的效率差异。尤其是在讲解快速排序时,作者通过“挖坑填数”的比喻,将分治法的思想具象化,让我瞬间理解了“分而治之”的精髓。而且,书中还专门辟出章节讨论了各种排序算法的稳定性,以及它们在实际应用中的适用场景,这让我意识到,选择合适的排序算法,对于提升程序性能至关重要。此外,关于哈希表的部分,作者更是花了不少笔墨去讲解冲突的解决策略,如链地址法和开放地址法,并分析了它们的优缺点,这让我对如何高效地存储和查找数据有了更深刻的认识。这本书并非易于速成的读物,它需要读者投入时间和精力去思考和实践,但它所带来的知识回报,绝对是物超所值的。

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一本让人在阅读时仿佛置身于迷宫,但又无比清晰地指引着方向的书。初翻开,那密密麻麻的文字和符号,着实让人有点望而却步,但当我真正沉浸其中,开始跟随作者的脚步,一点点解构那些看似复杂的概念时,惊喜便油然而生。作者没有直接抛出抽象的理论,而是通过一个个生动形象的比喻,将数据结构的本质一一呈现。比如,在讲解链表时,他不是简单地说“节点连接”,而是将其比作一列火车,每个车厢(节点)都装着信息,并且知道下一节车厢在哪里。这种叙事方式,让那些抽象的内存地址和指针关系,瞬间变得具象可感。我尤其喜欢他在讨论树结构时,那种层层递进的讲解方式,从二叉树到平衡树,再到B树,每一种树的出现,都不是凭空而来,而是为了解决前一种结构的某些局限性而生。作者细致地分析了每种树的优缺点,以及它们在实际应用中的场景,例如文件系统的目录结构、数据库的索引等,让我深刻理解了“没有最好的,只有最适合的”这一设计哲学。更难能可贵的是,书中的算法部分,作者更是花了大量篇幅进行推演和分析,不仅仅是给出代码,而是从逻辑层面,一步步揭示算法的效率是如何被分析出来的,比如时间复杂度和空间复杂度,这些概念在书中不再是冷冰冰的数学公式,而是衡量算法“聪明程度”的标尺。我尝试着跟着书中的例子,手动模拟算法的执行过程,每一次模拟都让我对算法的运行机制有了更深刻的认识。这本书的排版也十分用心,代码示例清晰明了,配合图示,几乎可以做到“看图说话”。虽然我还没有完全精通书中的所有内容,但每次翻开,都能获得新的启发,感受到作者深厚的功底和对教学的热情。它不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心且博学的老师,在我学习的道路上,默默地给予指引和鼓励。

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坦白讲,这是一本让我“爱不释手”的书。在阅读这本书之前,我对“数据结构”这个词,更多的是一种模糊的认知,知道它很重要,但具体重要在哪里,以及如何实现,却知之甚少。这本书如同一次精彩的“数据结构之旅”,带领我一步步深入探索。我最先被吸引的是作者在讲解“队列”时所采用的类比。他将队列比作一个自动售货机,顾客(数据)依次排队进入,商品(数据)也按照进入的顺序依次被取出。这个简单的比喻,让我立刻理解了先进先出(FIFO)的特性,以及队列在实际中的应用,比如任务调度、消息队列等。接着,书中对“递归”的讲解,更是让我茅塞顿开。作者没有直接抛出抽象的递归定义,而是通过一系列经典的递归问题,比如阶乘计算、斐波那契数列、汉诺塔问题,循序渐进地引导读者理解递归的思想。他详细地分析了递归的“基线条件”(Base Case)和“递归步骤”(Recursive Step),并且通过画图的方式,清晰地展示了递归调用的过程,让我彻底理解了“自己调用自己”的精髓。让我惊喜的是,书中对“动态规划”这一高级算法思想的引入,也是如此的平滑。作者通过求解最长公共子序列(LCS)等问题,展示了动态规划如何通过将大问题分解成小问题,并存储中间结果来避免重复计算,从而达到高效求解的目的。这种从基础到进阶,层层递进的讲解方式,让我能够轻松地跟随作者的思路,逐步掌握这些复杂的概念。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的启迪,它让我看到了如何将抽象的理论,转化为解决实际问题的强大工具。

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这本书就像一个宝藏,每一次翻阅都能发现新的惊喜。我一直以来都对“排序算法”这个话题非常感兴趣,而这本书对此的讲解,简直是教科书级别的。作者从最基础的冒泡排序、选择排序讲起,细致地剖析了它们的原理、时间复杂度以及空间复杂度。虽然这些算法效率不高,但它们是理解更复杂算法的基石。接着,作者深入讲解了更高效的排序算法,如快速排序、归并排序,以及堆排序。在讲解快速排序时,他用“挖坑填数”的比喻,将分治法的思想具象化,让我瞬间理解了“分而治之”的精髓。而在讲解归并排序时,他清晰地展示了如何通过递归地将数组分成两半,然后合并排序,最终得到有序数组。让我受益匪浅的是,书中对这些排序算法的稳定性分析。他详细解释了什么是排序算法的稳定性,以及在什么情况下需要考虑稳定性,这让我明白了在实际应用中,选择排序算法时需要考虑的不仅仅是效率,还有其他重要因素。此外,书中关于“查找算法”的讲解,也做得非常到位。除了二分查找,作者还讲解了哈希查找,并深入探讨了哈希表的构建原理、哈希冲突的解决策略以及它们的优缺点。这让我对如何高效地存储和查找数据有了更深刻的认识。更让我惊喜的是,书中还触及了一些更高级的搜索技术,比如在有序数组中进行范围查找,以及如何利用二叉查找树进行高效查找。这本书的价值在于,它不仅提供了丰富的知识,更重要的是,它培养了我严谨的逻辑思维和解决问题的能力,让我能够更自信地面对复杂的编程挑战。

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这是一本真正能够“启迪智慧”的书。在拿到这本书之前,我总觉得数据结构离我有些遥远,是那种只存在于理论和教科书中的概念。然而,这本书以一种极其接地气的方式,将那些抽象的理论变得鲜活而富有生命力。我最喜欢作者在讲解“二叉查找树”时所采用的类比。他将二叉查找树比作一个不断进行“二分选择”的过程,每一次比较都将搜索范围缩小一半,从而大大提高了查找效率。他不仅详细讲解了二叉查找树的插入、删除、查找等基本操作,还深入分析了其平均和最坏情况下的时间复杂度。让我印象深刻的是,作者在讲解“平衡二叉查找树”(如AVL树和红黑树)时,并没有直接抛出复杂的算法,而是先回顾了普通二叉查找树在插入和删除操作中可能出现的“倾斜”问题,然后才引入AVL树的旋转操作,以及红黑树的着色规则,来解释它们是如何通过局部调整来保持树的平衡。这种循序渐进、层层递进的讲解方式,让我能够清晰地理解这些高级数据结构的出现缘由和设计思想。书中对“图”的讲解,也做到了详尽而易懂。作者不仅介绍了图的各种表示方法,如邻接矩阵和邻接表,还详细讲解了各种图的遍历算法(DFS和BFS),以及最短路径算法(Dijkstra算法)和最小生成树算法(Prim算法和Kruskal算法)。他用清晰的逻辑和图示,一步步地推导了这些算法的原理和复杂度,让我对图算法有了全面的认识。这本书的价值在于,它不仅仅是知识的传递,更是一种思维的引导,它让我看到了如何将理论知识应用于解决实际问题,并培养了我对计算机科学的浓厚兴趣。

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这本书给我带来的最大感受,是一种“庖丁解牛”式的清晰。在接触这本书之前,我对数据结构的理解,就像是停留在“看到了骨架,但不知道如何组合”的阶段。作者通过精巧的结构和详实的论述,将那些原本模糊的轮廓,一一勾勒成了鲜活的实体。我特别欣赏他对“散列表”(Hash Table)的讲解。他首先介绍了散列函数的设计原则,以及如何通过散列函数将任意键映射到数组的索引上,然后重点讲解了哈希冲突的常见原因和解决方法,如链地址法和开放地址法。他不仅给出了这些方法的具体实现,还详细分析了它们在不同情况下的优劣,让我明白了为什么在实际应用中,散列表能够提供近乎常量的平均查找时间。书中还对“堆”(Heap)这一数据结构进行了深入的讲解。他解释了最大堆和最小堆的区别,以及如何通过“上浮”和“下沉”操作来维护堆的性质。让我印象深刻的是,他将堆的应用场景,比如堆排序和优先队列,都进行了详细的阐述。通过堆排序的例子,我直观地看到了如何利用堆的特性,高效地完成数组的排序。而且,书中的图结构讲解,也做得非常到位。作者不仅介绍了图的定义和表示方法(邻接矩阵和邻接表),还详细讲解了各种图的遍历算法(DFS和BFS),以及最短路径算法(Dijkstra算法)和最小生成树算法(Prim算法和Kruskal算法)。他用清晰的逻辑和图示,一步步地推导了这些算法的原理和复杂度,让我对图算法有了全面的认识。这本书的语言风格严谨而不失生动,逻辑清晰,层次分明,让我能够一步一个脚印地掌握数据结构的核心概念,为我后续学习更复杂的算法和系统打下了坚实的基础。

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初次接触这本书,我被它严谨而又极具条理的结构所吸引。作者仿佛是一位技艺精湛的建筑师,在构建数据结构这个庞大的知识体系时,做到了详略得当,重点突出。我尤其喜欢他对“平衡二叉查找树”(如AVL树和红黑树)的讲解。他并没有直接给出生涩的算法描述,而是先回顾了普通二叉查找树在插入和删除操作中可能出现的“倾斜”问题,然后引入了 AVL 树的旋转操作,以及红黑树的着色规则,来解释它们是如何通过局部调整来保持树的平衡,从而保证查找、插入和删除操作的时间复杂度始终维持在 O(log n)。这种“追根溯源”的讲解方式,让我能够清晰地理解为什么需要这些更复杂的数据结构,以及它们的设计思想。书中对“图”的讲解,也做得非常出色。作者详细介绍了图的各种表示方法,如邻接矩阵和邻接表,并分析了它们在存储空间和操作效率上的差异。他进而讲解了各种图的遍历算法(DFS和BFS),以及著名的最短路径算法,如 Dijkstra 算法,并用清晰的图例和逻辑推导,展示了这些算法是如何工作的。最让我印象深刻的是,作者在讲解图算法时,不仅仅是给出算法本身,还深入分析了算法的时间复杂度和空间复杂度,这让我明白了在实际应用中,如何根据问题的规模和数据特性,选择最优的算法。此外,书中关于“字符串匹配算法”(如 KMP 算法)的讲解,也做得相当深入。作者详细阐述了 KMP 算法的“next”数组(或称为“失配函数”)的构建原理,以及如何利用这个数组,在匹配过程中避免不必要的字符比较,从而大大提高了匹配效率。这本书的价值在于,它不仅传授了知识,更培养了我解决问题的思路和方法,让我看到了数据结构和算法在计算机科学中的核心地位。

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我一直认为,学习数据结构就像是在学习一套建造摩天大楼的“蓝图”和“工具箱”。而这本书,无疑为我提供了最清晰、最全面的“蓝图”和最实用的“工具”。作者在讲解数组和链表时,并没有止步于它们的定义,而是深入探讨了它们在内存中的存储方式,以及它们在插入、删除、查找等基本操作上的效率差异。这种对底层原理的深入剖析,让我明白了为什么在某些场景下,使用链表比数组更优。尤其让我印象深刻的是,书中对栈和队列的讲解,作者通过生活化的例子,比如函数调用栈(栈)和排队买票(队列),将抽象的概念变得生动有趣。他不仅解释了它们的基本操作(push/pop,enqueue/dequeue),还详细阐述了它们在算法中的应用,例如深度优先搜索(DFS)可以使用栈来实现,广度优先搜索(BFS)可以使用队列来实现。这种将数据结构与具体算法相结合的讲解方式,极大地提升了我的学习兴趣和理解效率。书中对树形结构(特别是二叉树和二叉搜索树)的阐述,更是让我受益匪浅。作者不仅介绍了树的基本概念(节点、根节点、叶子节点、度等),还详细讲解了各种遍历方式(前序、中序、后序),以及如何构建和平衡二叉搜索树。他用大量的图例来演示这些操作,让我能够清晰地看到树结构的动态变化。阅读过程中,我尝试着跟着书中的步骤,在纸上画出各种树的结构,并模拟遍历过程,这让我对树的理解更加深刻。这本书的价值在于,它不仅仅是罗列知识点,而是通过逻辑严谨的推理和生动的比喻,引导读者去理解数据结构背后的思想和设计哲学,为我的编程之路打下了坚实的基础。

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老实说,我拿到这本《数据结构》的时候,心里是抱着一种“挑战自我”的心态来的。过往的经历告诉我,计算机科学的某些领域,尤其是底层的东西,往往是枯燥且难以理解的。然而,这本书完全打破了我的这种刻板印象。作者以一种极其精妙的方式,将原本可能令人头疼的概念,变得富有逻辑性和趣味性。我印象最深的是关于图论的部分。初看“图”这个字,会联想到现实中的地图,但书中将其抽象为点和边,以及各种遍历算法,如深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)。作者没有直接丢出算法的伪代码,而是通过非常贴切的生活化场景来解释这些算法的原理。例如,DFS被比作在一个迷宫里,不断地朝着一个方向探索,直到撞墙或找到出口,然后回溯;而BFS则像是从一个中心点出发,一层一层地向外搜索,直到找到目标。这种比喻,让我在脑海中形成了清晰的图像,极大地降低了理解门槛。他甚至还引用了现实世界中的一些例子,比如社交网络中的好友关系(图),以及城市交通网络(图),让我看到了数据结构在现实世界中的强大应用。书中对不同图的表示方法,如邻接矩阵和邻接表,也进行了详尽的比较,分析了它们在不同操作下的效率差异,这让我意识到,数据结构的“选择”直接影响着程序的性能。此外,关于动态规划的思想,在书中也有初步的涉及,作者通过一些经典的例子,如斐波那契数列、背包问题,循序渐进地引导读者理解“重叠子问题”和“最优子结构”这两个核心概念,让我对这种解决复杂问题的方法论有了初步的认识。虽然这本书的篇幅不小,但每一页都充满了作者的思考和匠心,让人在阅读中不断产生“原来如此”的惊叹。

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不得不说,这本书给了我一个全新的视角来看待“数据”和“算法”。在阅读之前,我对数据结构的理解,更多的是停留在“列表”、“数组”这些基础概念上,而这本书则像一把钥匙,为我打开了通往更广阔世界的大门。我最欣赏作者在讲解“堆”(Heap)数据结构时所展现出的深度。他不仅清晰地解释了最大堆和最小堆的概念,以及如何通过“堆化”(heapify)操作来构建堆,更重要的是,他将堆的应用场景,比如堆排序和优先队列,进行了深入的剖析。通过堆排序的例子,我直观地看到了如何利用堆的“堆顶元素”的特性,来实现高效的排序。而优先队列的应用,更是让我体会到了堆在需要高效处理具有优先级的数据时的强大作用。书中对“散列表”(Hash Table)的讲解,也让我大开眼界。作者首先介绍了散列函数的概念,以及如何通过散列函数将任意键映射到数组的索引上,然后重点讲解了处理哈希冲突的各种策略,比如链地址法和开放地址法。他不仅给出了这些方法的具体实现,还详细分析了它们在不同情况下的优劣,让我明白了为什么散列表在实际应用中能够提供近乎常量的平均查找时间。最让我感到惊喜的是,书中还涉及了一些更高级的数据结构,如“Trie树”(前缀树)。作者通过讲解Trie树的构建和查找过程,展示了它在处理大量字符串时,能够提供非常高效的查询能力,例如字典查找、自动补全等。这本书的深度和广度都令我印象深刻,它不仅涵盖了数据结构的基础知识,还触及了一些前沿的应用,让我对计算机科学有了更全面的认识,也激发了我进一步深入学习的兴趣。

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