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页数:220

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出版时间:1998-8

价格:17.00元

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isbn号码:9787308020466

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编程启蒙与数据结构深度探索：软件构建的基石 书名： 算法思维与高效代码实践 目标读者： 计算机科学专业学生、软件工程初学者、希望系统提升编程能力的在职工程师。 页数预估： 680页 字数预估： 约35万字 --- 内容概述 《算法思维与高效代码实践》并非一本针对特定语言语法的工具书，而是一部着重于计算思维的培养、核心数据结构的设计与应用、以及底层系统性能优化的理论与实践手册。本书旨在跨越初级编程的门槛，直接深入到软件构建的“骨架”层面，帮助读者建立起一套稳健的、面向未来的编程思想体系。我们相信，掌握了优秀的数据结构和算法，任何一门编程语言都只是实现思想的工具。 本书的结构设计遵循“理论抽象—模型构建—性能分析—实际案例”的递进逻辑，确保读者不仅理解“如何做”，更能深究“为何如此”。全书分为四个主要部分，共计十八章。 --- 第一部分：计算思维的基石与抽象建模 (Foundation of Computational Thinking) 本部分是全书的逻辑起点，旨在重塑读者对“问题解决”的认知框架。我们不再将程序视为指令的堆砌，而是视为对现实世界问题的抽象模型。 第一章：问题的分解与递归思想的建立 (Decomposition and Recursion) 超越循环： 深入探讨递归的本质，区别于简单的迭代。重点分析尾递归优化（Tail Call Optimization）对函数调用栈的影响。 分治策略的哲学： 详细阐述分治法（Divide and Conquer）的设计范式，从理论上证明其在处理大规模问题时的优势。 递归的陷阱： 讨论栈溢出（Stack Overflow）的成因、如何通过动态规划（Dynamic Programming）将指数级复杂度问题转化为多项式时间问题。 第二章：复杂度分析的严谨性 (Rigorous Complexity Analysis) 大O、Ω、Θ符号的精确界定： 不停留在概念层面，而是通过严格的数学推导来确定算法的渐进上界和下界。 摊还分析（Amortized Analysis）： 引入对动态数据结构（如动态数组、斐波那契堆）进行性能评估的关键技术，揭示平均性能背后的真相。 空间复杂度与时间复杂度的权衡艺术： 探讨在内存受限或实时性要求高的场景下，如何选择最优的复杂度组合。 --- 第二部分：核心数据结构的设计与实现 (Core Data Structures Implementation) 本部分是全书的核心，详细剖析支撑现代软件系统的基本数据结构，强调其内部构造、操作的效率以及在特定场景下的适用性。 第三章：线性结构的精妙扩展 (Advanced Linear Structures) 链表的多样性： 双向链表、循环链表的实现细节与边界处理。引入“哨兵节点”（Sentinel Node）技术以简化代码逻辑。 栈与队列的抽象实现： 不仅关注LIFO/FIFO，更侧重于如何使用链表或数组灵活地实现具备附加属性（如O(1)获取最小值）的特殊栈和队列。 堆栈的应用： 深入讲解函数调用栈的工作原理，以及如何利用显式栈来模拟递归，实现深度优先搜索（DFS）的基础结构。 第四章：树形结构：组织信息的层次美学 (Hierarchical Organization) 二叉搜索树（BST）的性能瓶颈与平衡： 分析非平衡BST在最坏情况下的性能退化。 自平衡树的内幕： 详细解析AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的旋转机制（单旋、双旋）与颜色维护规则。读者将亲手实现一个红黑树的插入与删除操作。 B-Tree家族： 探讨B树、B+树在磁盘I/O优化中的核心地位，分析其在数据库索引中的不可替代性。 第五章：图论基础与网络建模 (Graph Theory and Network Modeling) 图的表示法： 邻接矩阵与邻接表的优劣对比及其内存开销分析。 遍历算法的精细比较： 深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在路径发现、拓扑排序中的应用差异。 最短路径算法的深度解析： Dijkstra算法的贪心策略证明，以及Bellman-Ford算法处理负权边的能力。重点分析Floyd-Warshall算法的动态规划特性。 第六章：散列技术与冲突解决 (Hashing Techniques and Collision Resolution) 完美的散列函数设计： 从基础的除法散列到乘法散列，探讨如何构建均匀分布的散列函数。 冲突处理机制的性能对比： 链式法（Separate Chaining）与开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）的实际性能差异和内存碎片问题。 一致性哈希（Consistent Hashing）： 介绍其在分布式系统（如缓存集群）中最小化数据迁移的机制。 --- 第三部分：高效算法与优化策略 (Efficient Algorithms and Optimization Strategies) 本部分关注于经典和现代的高效算法，并探讨如何将理论转化为实际的高性能代码。 第七章：排序算法的深度剖析 (In-Depth Analysis of Sorting Algorithms) 比较排序的下限： 证明基于比较的排序算法在平均情况下无法超越 $O(N log N)$。 高级排序的实现： 快速排序（QuickSort）的枢轴选择策略（Median-of-Three）与三向切分（Three-Way Partitioning）对重复元素处理的优化。 非比较排序： 基数排序（Radix Sort）和计数排序（Counting Sort）在特定数据集上的性能爆发点。 第八章：堆的应用与优先级队列 (Heaps and Priority Queues) 二项堆与斐波那契堆： 介绍这些高级堆结构如何实现更优的合并、插入和删除最小元素操作的摊还时间复杂度。 应用场景： 结合堆结构解决Top-K问题、事件调度系统和最小生成树（MST）的Prim算法实现。 第九章：搜索与回溯 (Searching and Backtracking) 最佳/近似搜索： 介绍A搜索算法中启发式函数（Heuristic Function）的设计原则及其对搜索效率的决定性影响。 约束满足问题： 深入讲解回溯法（Backtracking）在解决八皇后、数独等NP问题时的机制，以及剪枝（Pruning）技术的重要性。 --- 第四部分：面向系统层面的编程实践 (System-Level Programming Practices) 本部分将算法与数据结构的应用提升到系统和并发编程的层面。 第十章：内存管理与缓存友好性 (Memory Management and Cache Efficiency) 局部性原理： 探讨数据在CPU缓存（L1, L2, L3）中的读写模式，以及如何通过结构体成员的重新排序（Structure Padding）和数据访问顺序优化来提升代码性能。 数组与指针的底层交互： 剖析编译器如何将高级代码转化为内存操作，理解指针步进的实际成本。 第十一章：并发结构与无锁编程基础 (Concurrency Structures and Lock-Free Programming) 并发数据结构的挑战： 分析在多线程环境下使用传统数据结构时产生的竞态条件（Race Conditions）。 原子操作与内存屏障： 介绍如何利用硬件级别的原子操作（如CAS）来构建简单的无锁队列和栈，以避免操作系统级别的锁竞争开销。 第十二章：算法的并行化与GPU计算思维 (Parallelization and GPU Computing Mindset) 数据并行模型： 探讨MapReduce思想在非分布式环境下的应用，以及如何设计数据结构以适应SIMD（单指令多数据流）架构。 异构计算的入门： 简要介绍并行计算的基本模型，强调算法设计者必须考虑数据如何在CPU和加速器之间高效流动。 --- 结语 《算法思维与高效代码实践》致力于将读者从“会写代码”的阶段带入“能设计高效、健壮的软件系统”的境界。本书不提供即插即用的代码片段，而是提供一套贯穿始终的、经过验证的设计哲学和分析工具。掌握这些，读者将能独立应对未来任何编程范式的挑战。

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与其他侧重于语言特性的教材不同，这本《C语言程序设计教程》在**工程化思维的培养**上做得非常出色。在我阅读过程中，我深刻体会到C语言作为一门“系统级”语言的魅力和严谨性。作者在讲解函数时，着重强调了**参数传递的机制**以及**栈帧的结构**，这对于后续深入学习操作系统或底层开发至关重要。书中对**错误处理和调试技巧**的篇幅占据了不少，这绝对是教科书里经常被轻描淡写但却是工作中最重要的部分。例如，它详细介绍了如何使用 `gdb` 进行断点调试，并结合书中代码演示了如何追踪野指针的来源。这种从宏观架构到微观实现的全面覆盖，使得这本书不仅仅停留在“学会写程序”，而是上升到了“理解程序如何运行”的层面。对于那些立志于从事高性能计算、嵌入式开发或者系统编程的读者而言，这本书提供的底层视角是无价的财富。

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这本书的语言风格极其**务实且不失幽默感**。我特别喜欢作者在处理那些容易让人混淆的概念时所采用的诙谐口吻。比如，谈到**动态内存管理**（`malloc` 和 `free`）时，它用了一个很形象的比喻——“就像租房子，记得退租，否则就会造成内存泄漏这个‘内存世界的脏乱差’”。这种非正式但精准的描述，让原本令人望而生畏的内存管理变得易于接受。另外，这本书的**兼容性和标准性**也值得称道。它明确区分了C99和C11标准下的差异，并在关键代码示例中倾向于使用更现代、更安全的方式。它没有过度沉溺于C语言的“古老”特性，而是着眼于如何用C语言写出健壮、高效且符合现代规范的代码。总而言之，这是一本既能让你快速上手，又能让你扎实打下未来编程基础的优秀教材，阅读体验非常顺畅，让人有种相见恨晚的感觉。

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这本《C语言程序设计教程》简直是编程新手的福音！我之前对编程完全是一窍不通，看到那些密密麻麻的代码就头疼。但是这本书的讲解方式真的太亲切了，作者似乎完全理解初学者的痛点。它不是那种冷冰冰的理论堆砌，而是用大量生动形象的例子来引导你理解C语言的核心概念。比如，讲到指针的时候，它没有直接抛出复杂的内存地址运算，而是用“房子的钥匙”和“房子的位置”这样的比喻来解释，我一下子就茅塞顿开。书中的每一个知识点都安排得井井有条，从最基础的变量、数据类型开始，逐步过渡到流程控制、函数，再到后面相对复杂的结构体和文件操作。最让我惊喜的是，课后练习题的设计非常巧妙，既能巩固当天所学，又不会让人感到枯燥乏味。我跟着书上的步骤一步一步敲代码、调试，成功运行出第一个“Hello, World!”的时候，那种成就感是无可替代的。这本书真正做到了“授人以渔”，让我从一个编程小白，蜕变成一个能独立思考、解决问题的初级开发者。强烈推荐给所有想踏入编程世界的朋友们！

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我对市面上大部分C语言教材的印象都是晦涩难懂，动辄就是大段的规范引用和晦涩的术语，读起来非常累。然而，这本《C语言程序设计教程》却展现出一种罕见的清晰度和逻辑性。它的结构布局堪称教科书级别的典范——每一章的知识点提炼得极其精炼，重点突出，没有丝毫多余的赘述。我尤其欣赏它在讲解**算法思想**方面的处理。它不仅仅教你“怎么写”C语言代码，更重要的是引导你去思考“为什么这么写”。在处理循环和递归问题时，作者反复强调了问题的分解和抽象能力，这对于构建扎实的计算机科学基础至关重要。当我翻到关于**数据结构初步**那一章时，我发现它巧妙地将链表的实现穿插在C语言的基础语法中，使得抽象的概念变得具象化。这本书的排版也值得称赞，代码块格式规范，关键语句高亮显示，使得在查阅和回顾时效率倍增。对于有一定基础，希望系统性梳理知识体系的读者来说，它绝对是一部值得反复研读的“武功秘籍”。

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说实话，我购买这本书的时候是抱着将信将疑的态度，因为我之前尝试过好几本号称“零基础友好”的教材，结果都半途而废了。但这本《C语言程序设计教程》给了我一个惊喜，它真正做到了**以实践为导向**。这本书的精髓在于它对每一个小节都配有小型、但又贴合实际场景的实战案例。比如，在讲解字符串处理时，它不是简单地演示 `strcpy` 或 `strlen`，而是直接带你写了一个简易的文本行计数器。这种“学完就能用”的感觉极大地增强了我的学习动力。我发现自己不再是机械地记忆语法规则，而是开始尝试用C语言去解决一些生活中的小问题。而且，书中对**编译和链接过程**的解释也十分到位，很多初学者都被这些“黑箱”操作搞糊涂过，而这本书用清晰的图示说明了源文件是如何一步步变成可执行程序的，解开了我长久以来的一个困惑。这本书的作者显然是深谙教学艺术，懂得如何将枯燥的技术细节转化为引人入胜的探索过程。

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