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出版者:Prentice Hall

作者:P.J. Plauger

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2000-12-21

价格:USD 60.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780134376332

丛书系列:

图书标签:

• C++
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深入理解数据结构与算法的基石：面向现代软件开发的实践指南 图书名称： 现代编程语言中的高效数据组织与操作 内容简介： 本书旨在为软件工程师、系统架构师以及对高性能计算有浓厚兴趣的开发者提供一份详尽的、不依赖特定语言库实现的通用数据结构和算法的实践性指南。我们专注于剖析底层原理、性能权衡，以及如何根据应用场景选择和设计最合适的数据组织方式。全书结构清晰，逻辑严谨，强调理论与实践的紧密结合，旨在帮助读者建立起坚实而灵活的算法思维。 第一部分：基础构建块的重塑与优化 (The Core Primitives) 本部分将从最基本的元素出发，回顾并深化对计算机科学核心数据结构的理解。我们不会止步于教科书上的定义，而是深入探讨现代硬件架构（如缓存一致性、内存访问模式）如何影响这些结构的实际性能。 第一章：数组的再审视——内存布局与局部性 我们首先重新审视连续内存块的强大力量。本章详细阐述静态数组与动态数组的底层实现差异，重点分析数据局部性 (Data Locality) 对性能的关键影响。内容包括：缓存行填充、伪共享问题以及如何通过数据对齐和结构体打包 (Struct Padding) 来最大化内存带宽利用率。此外，还将探讨稀疏数组的高效存储技术，如压缩感知存储格式。 第二章：链式结构与引用：管理动态关系 链表，尽管看似简单，却在内存分配策略上蕴含着深刻的学问。本章对比了单向链表、双向链表及循环链表的优缺点，着重分析了碎片化 (Fragmentation) 和指针开销 (Pointer Overhead) 在大规模应用中的影响。我们还将引入跳跃列表 (Skip Lists)，作为一种将链表性能提升至接近平衡树级别，同时保持简单实现的典范，并提供其概率性保证的数学基础。 第三章：堆栈与队列的语义深化 栈（Stack）和队列（Queue）不仅仅是限制访问顺序的操作集合。本章探讨了它们在函数调用约定、任务调度和回溯机制中的核心作用。重点内容包括：环形缓冲区（Ring Buffers）作为高效的固定大小队列的实现细节，以及在多线程环境中实现无锁 (Lock-Free) 栈和队列所面临的挑战与先进的原子操作技术。 第二部分：高效查找与排序的艺术 (The Quest for Logarithmic Time) 查找和排序是几乎所有计算任务的核心。本部分专注于那些能将时间复杂度降低到对数级别的技术，以及在非比较排序中发掘线性时间潜力的奥秘。 第四章：平衡搜索树的深度剖析 平衡二叉搜索树（BST）是实现稳定 $O(log n)$ 操作的关键。本章将全面覆盖 AVL 树 和 红黑树 (Red-Black Trees) 的旋转、插入和删除操作的详细步骤与不变量维护。特别地，我们将引入自适应搜索树的概念，如 Treaps 和 Splay Trees，探讨它们如何在特定访问模式下实现更优的平均性能。 第五章：B 树家族及其在持久化存储中的统治地位 对于磁盘或网络存储，I/O 操作的成本远高于内存访问。本章聚焦于 B 树 及其变体（如 B+ 树），解释它们如何通过优化扇出因子来最小化磁盘寻道次数。内容涵盖索引构建、范围查询的优化策略，以及在数据库和文件系统中它们不可替代的地位。 第六章：超越比较的排序——线性时间潜能 当数据满足特定条件时，我们可以超越 $O(n log n)$ 的限制。本章详细介绍了 计数排序 (Counting Sort)、基数排序 (Radix Sort) 和 桶排序 (Bucket Sort) 的工作原理、内存需求以及应用边界。我们将通过实际案例展示如何选择正确的线性排序算法以应对特定数据集特征。 第三部分：复杂结构的建模与应用 (Modeling Complexity) 本部分将视野扩展到处理复杂关系、高效信息检索和流式数据的先进技术。 第七章：哈希：从冲突到完美的映射 哈希表的性能高度依赖于其冲突解决策略。本章深入比较了分离链接 (Separate Chaining) 与 开放寻址法 (Open Addressing) 的优劣。特别关注开放寻址法中的探查序列设计，如线性探查、二次探查及双重哈希，并探讨如何通过完美哈希 (Perfect Hashing) 在静态集合中实现 $O(1)$ 的最坏情况查找。 第八章：图论基础与遍历策略 图是建模现实世界连接性的强大工具。本章从图的表示法（邻接矩阵与邻接表）开始，详细讲解 深度优先搜索 (DFS) 和 广度优先搜索 (BFS) 的应用，包括连通分量识别、拓扑排序等。随后，深入探讨 Dijkstra 算法 和 Bellman-Ford 算法 在单源最短路径问题中的不同适用场景及其性能分析。 第九章：高级图算法：网络流与最小生成树 本章将涉及更复杂的图优化问题。我们将详述 Prim 算法 和 Kruskal 算法 在最小生成树构建中的差异与效率比较。核心内容是最大流/最小割定理，通过 Edmonds-Karp 或 Dinic 算法 的实现讲解，揭示网络流在资源分配和匹配问题中的强大应用。 第十章：数据流与近似算法 在处理海量、无法完全载入内存的数据流时，我们需要采用近似或概率性结构。本章介绍 布隆过滤器 (Bloom Filters) 如何高效地进行成员资格测试，并讨论 Count-Min Sketch 等结构在估计高频元素方面的原理与实现。最后，将探讨滑动窗口问题中的高效数据维护技术。 结语：选择的智慧 全书的最终目标是培养读者在面对实际工程问题时，能够超越调用标准库函数的便捷性，深刻理解不同数据结构和算法背后的成本模型，从而做出最优化决策的“选择的智慧”。本书不提供代码复制粘贴的捷径，而是提供构建高效、可扩展系统的底层知识框架。

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这本书绝对是我近期阅读过的最令人印象深刻的技术书籍之一。我一直认为 STL 是 C++ 语言的灵魂，但如何深入理解它却是我的一大挑战。《The C++ Standard Template Library》这本书恰好解决了这个问题。它不仅仅是罗列 STL 的组件，更是深入剖析了 STL 的设计哲学和实现细节。例如，在介绍 `std::vector` 时，作者详细讲解了其动态扩容的策略，包括扩容因子和内存重分配的过程，以及这些决策对性能的影响。我还特别喜欢书中关于 STL 迭代器的类型分类和属性的讨论，理解了随机访问迭代器、双向迭代器、前向迭代器之间的区别，以及它们如何影响算法的可用性和效率。作者还分享了一些关于 STL 兼容性和 C++ 标准演进的见解，这让我对 STL 的发展有了更宏观的认识。我尤其欣赏书中关于 STL 容器和算法组合使用的示例，这些例子不仅展示了 STL 的强大功能，更启发了我如何用更优雅、更高效的方式来解决实际编程问题。这本书的语言风格清晰明了，即使面对一些复杂的概念，也能通过作者的引导，一步步地理解其内在逻辑。

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这本书是我学习 C++ STL 以来遇到的最优秀的一本。它并没有仅仅停留在 STL 的表面功能介绍，而是深入到 STL 的核心设计理念和实现细节。作者在讲解 STL 容器时，总是会追溯到其底层的实现机制，例如 `std::deque` 如何通过分块存储实现高效的插入和删除。我非常喜欢书中关于 STL 算法的性能分析，以及作者对不同算法在不同场景下的适用性进行的详细对比。比如，它解释了 `std::find`、`std::search`、`std::adjacent_find` 等算法各自的特点和使用场景。书中还深入探讨了 STL 的迭代器模型，以及不同类型的迭代器如何影响算法的实现和性能。我特别欣赏书中关于 STL 容器与算法的组合使用，作者通过一系列精心设计的案例，展示了如何运用 STL 的强大功能来解决复杂的编程问题。这本书的内容非常丰富，讲解也十分透彻，我感觉自己通过阅读这本书，不仅掌握了 STL 的使用技巧，更重要的是，提升了我对 C++ 语言本身以及软件设计模式的理解。

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当我拿起《The C++ Standard Template Library》这本书时，我并没有抱有太高的期望，因为我之前读过几本关于 STL 的书，但都未能让我满意。然而，这本书完全颠覆了我的看法。作者在讲解 STL 容器的内部结构时，并没有止步于理论描述，而是通过清晰的图示和深入的分析，展现了 STL 容器的精巧设计。比如，它详细解释了 `std::set` 和 `std::map` 的红黑树实现，以及插入、删除、查找操作在不同情况下的时间复杂度。我特别喜欢书中关于 STL 算法的性能优化技巧，以及作者对各种常见的 STL 使用陷阱的详细解读。比如，它解释了在循环中使用 `erase` 函数时，如何正确地处理迭代器失效问题。书中还深入探讨了 STL 中的字符串处理类 `std::string` 的高效实现，以及如何通过预分配内存来提高其性能。我最欣赏的是书中关于 STL 泛型编程的讲解，作者通过清晰的例子，让我理解了模板如何实现代码的重用和类型的抽象，从而编写出更加通用和灵活的代码。这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，我感觉自己通过阅读这本书，不仅学会了 STL 的使用，更重要的是，提升了我对 C++ 语言的理解和编程能力。

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这本书的结构非常合理，循序渐进地引导读者掌握 STL 的方方面面。我一开始是被其对 STL 容器内部实现的深入分析所吸引，比如 `map` 和 `set` 是如何基于红黑树（red-black tree）实现的，以及它们为什么能够保证 O(log n) 的时间复杂度。这对于理解数据结构和算法的原理至关重要。书中对 STL 适配器（adapters）的讲解也十分精彩，例如 `stack`、`queue`、`priority_queue`，它们如何利用现有的容器（如 `deque` 或 `list`）来提供不同的接口和功能，这展现了 STL 的灵活性和模块化设计。我尤其喜欢书中关于 STL 迭代器适配器（iterator adapters）的章节，比如 `reverse_iterator` 和 `move_iterator`，它们如何扩展了迭代器的功能，并使得代码更加简洁高效。作者在讲解过程中，经常会给出一些“为什么”的答案，而不是简单地告诉你“怎么做”。这种探究式的讲解方式，让我能够更深入地理解 STL 的设计思想和底层机制。我花了大量时间去理解书中关于 STL 异常处理的部分，以及如何在编写使用 STL 的代码时，考虑到潜在的异常情况并进行妥善处理。这本书的实践性很强，我尝试了书中的许多示例代码，并在自己的项目中进行了修改和应用，效果显著。

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这本书简直是一座宝藏！我以前虽然用过 STL，但总是停留在“会用”的层面，对 STL 的底层原理和设计哲学知之甚少。《The C++ Standard Template Library》这本书成功地将我带入了 STL 的精髓世界。作者对 STL 容器的内存管理和效率分析非常到位，例如，它解释了 `vector` 在动态扩容时是如何工作的，以及为什么在某些情况下，预先指定容量可以避免不必要的内存分配和拷贝。书中对 STL 算法的性能分析也让我大开眼界，比如它解释了 `std::for_each`、`std::transform` 等算法在不同迭代器类型上的表现差异。我特别欣赏书中关于 STL 兼容性和可移植性的讨论，以及在跨平台开发中需要注意的一些事项。作者还分享了一些关于 STL 模板特化（template specialization）的技巧，这对于编写更通用、更灵活的代码非常有用。我最喜欢的部分是书中关于 STL 容器和算法的组合运用，作者通过一系列精心设计的例子，展示了如何巧妙地组合 STL 中的各种组件，来解决实际编程问题。这本书的深度和实用性都达到了一个很高的水准，我感觉自己通过阅读这本书，不仅掌握了 STL 的使用方法，更重要的是，提升了自己解决复杂问题的能力。

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不得不说，这本书的深度和广度都超出了我的预期。我一直对 STL 的强大之处感到好奇，但缺乏系统性的学习途径。《The C++ Standard Template Library》这本书简直就是为我量身定做的。它从最基础的接口设计开始，解释了 STL 容器为何要提供特定的成员函数，以及这些函数的返回值和行为准则。我特别喜欢关于智能指针（smart pointers）的那部分，虽然智能指针本身不算 STL 的核心，但它与 STL 容器的结合使用是现代 C++ 编程中不可或缺的一部分。书中详细讲解了 `unique_ptr`、`shared_ptr` 的生命周期管理，以及它们如何帮助我们避免内存泄漏。此外，书中对 STL 的泛型编程（generic programming）概念的阐释也让我受益匪浅。理解了模板如何实现代码的重用和类型的抽象，我才真正体会到 STL 的强大之处。例如，`algorithm` 头文件中的各种算法，它们都能够与各种不同类型的容器和迭代器配合使用，而无需修改算法本身的实现。作者还分享了一些关于 STL 性能调优的技巧，比如如何避免不必要的拷贝，以及如何选择最合适的容器和算法。这本书的学习曲线虽然不平缓，但每一步的讲解都非常扎实，让人充满成就感。

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我必须说，《The C++ Standard Template Library》这本书的质量超出了我所有的期望。我曾尝试阅读其他关于 STL 的书籍，但总觉得不够深入或不够系统。而这本，则做到了两者兼顾。作者在讲解 STL 容器的性能特征时，非常注重数据结构底层的分析，比如 `std::list` 是如何通过双向链表实现的，以及为什么它在插入和删除操作上具有 O(1) 的时间复杂度。我特别喜欢书中关于 STL 算法的通用性分析，例如 `std::sort` 和 `std::stable_sort` 的区别，以及它们在不同数据分布下的性能表现。作者还深入探讨了 C++11、C++14、C++17 等新标准对 STL 的改进和扩展，这让我能够及时跟上 STL 的最新发展。书中关于 STL 内存分配器（allocator）的详细解释，让我能够理解 STL 容器是如何管理内存的，以及如何根据具体需求进行定制。我非常欣赏作者在讲解 STL 泛型编程时，通过生动的例子展示了模板元编程的强大能力，这让我对 C++ 的类型系统有了更深的理解。这本书不仅教会了我 STL 的使用方法，更重要的是，它培养了我对 STL 的深刻理解和欣赏。

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这本书真是太棒了！我一直想深入理解 C++ STL，但市面上很多书要么过于理论化，要么只停留在表面介绍。这本《The C++ Standard Template Library》恰好填补了这个空白。它从最基础的容器开始，比如 `vector`、`list`、`deque`，详细讲解了它们的底层实现原理、优缺点以及适用的场景。我尤其喜欢它对迭代器（iterator）的深入剖析，不仅仅是讲解了不同类型的迭代器，还阐述了它们如何工作，以及如何利用它们编写高效的代码。更让我惊喜的是，书中并没有回避 STL 中一些相对复杂的部分，比如仿函数（functor）、函数对象（function object）以及它们与算法的结合。作者通过大量的实例，一步步引导读者构建起对 STL 的完整认知。我花了很多时间消化其中关于关联容器（如 `map`、`set`）的章节，它们如何在内部实现排序和快速查找，以及为什么它们在某些场景下比线性容器更具优势，这些都得到了非常透彻的解释。这本书的语言风格清晰流畅，即使遇到一些晦涩的概念，也能通过作者的循循善诱变得豁然开朗。我可以感受到作者在写作过程中付出的巨大心血，力求将 STL 的精髓以最易懂的方式呈现给读者。我强烈推荐这本书给任何想要成为更优秀的 C++ 开发者的人，它绝对是你书架上不可或缺的一本宝典。

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阅读《The C++ Standard Template Library》的过程，就像是在探索一个精巧而强大的编程工具箱，每一次翻阅都能获得新的启示。作者在讲解 STL 容器的插入、删除、查找等操作时，都会结合其底层数据结构的特点进行分析，让我能清晰地理解每种操作的时间复杂度以及其背后的原因。比如，对于 `std::map`，书中详细描述了红黑树在插入和删除节点时的平衡调整过程，这对于理解为什么 `std::map` 能够保持高效的查找性能至关重要。我非常喜欢书中对 STL 适配器 `std::bind` 和 `std::function` 的讲解，它们在函数式编程和回调机制中扮演着至关重要的角色，能够极大地提高代码的灵活性和可读性。作者还深入探讨了 STL 中的分配器（allocator）模型，以及如何自定义分配器来优化内存管理，这对于需要处理海量数据或对内存性能有极致要求的场景非常有价值。我特别佩服作者在处理 STL 的一些“边缘情况”时的细致，比如在迭代器失效（iterator invalidation）方面，书中给出了非常明确的指导和示例，帮助读者避免常见的运行时错误。这本书的内容详实，讲解深入，绝对是 C++ 开发者提升内功的必备读物。

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我通常对技术书籍持谨慎态度，但《The C++ Standard Template Library》彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本“使用指南”，更是一本“理解指南”。作者在讲解 STL 算法时，并没有简单罗列函数的功能，而是深入到算法的实现逻辑，比如 `sort`、`find`、`transform` 等算法是如何工作的，以及它们的时间复杂度。这让我明白了为什么在某些情况下，选择特定的算法可以显著提高程序的性能。书中对 STL 模板的元编程（metaprogramming）也有涉及，虽然这部分内容相对高阶，但作者的处理方式非常巧妙，通过简单的例子展示了模板元编程在 STL 中如何发挥作用，比如实现类型萃取（type traits）。我特别欣赏书中关于 STL 容器的设计哲学，理解了为什么 STL 会有如此多的容器，以及它们各自的定位。例如，为什么在需要频繁插入和删除元素时，`list` 是一个比 `vector` 更好的选择，而 `vector` 在顺序访问和缓存友好性方面又有着无可比拟的优势。书中还讨论了 STL 的一些陷阱和最佳实践，这对于避免常见的编程错误非常有帮助。我感觉自己通过阅读这本书，不仅掌握了 STL 的使用技巧，更重要的是，提升了对 C++ 语言本身以及软件设计模式的理解。

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