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页数:259

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出版时间:2009-8

价格:22.90元

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isbn号码:9787810529785

丛书系列:

图书标签:

• Visual Basic
• VB
• 程序设计
• 教程
• 编程入门
• Windows应用程序
• 开发
• 计算机科学
• 软件工程
• 教学
• 教材

深入剖析数据结构与算法：构建高效能软件的基石 图书名称： 数据结构与算法：从基础到实践 作者： [虚构作者姓名，例如：李明，王芳] 出版社： [虚构出版社名称，例如：蓝海科技出版社] --- 内容提要 在当今飞速发展的软件工程领域，性能和效率是衡量一个系统优劣的关键指标。本书并非传统的语言教程，而是专注于软件设计的核心——数据结构与算法的深度探索与实践指南。它旨在为读者提供一套坚实的理论基础和丰富的实战经验，使他们能够设计出不仅功能完备，而且运行高效的复杂系统。 本书全面覆盖了从基本线性结构到高级非线性结构（如图、树、堆）的实现原理、性能分析及其在实际问题中的应用。同时，我们深入讲解了排序、搜索、图论算法（如最短路径、最小生成树）等核心计算范畴，并结合现代编程语言的特性，指导读者如何将抽象的算法思想转化为可执行、可维护的高质量代码。 本书特别强调算法思维的培养，即如何识别问题类型、选择最合适的数据结构、分析时间与空间复杂度，并进行性能优化。我们力求打破理论与实践之间的壁垒，让读者真正理解“为什么”要选择某种结构或算法，而不仅仅是“如何”使用它们。 --- 第一部分：基础奠基与复杂度分析 (The Foundations) 本部分为后续复杂主题的学习打下坚实的数学和逻辑基础。 第一章：计算思维与问题抽象 本章首先阐述了数据结构与算法在整个软件生命周期中的重要地位，特别是对于处理大规模数据和高并发场景的决定性作用。我们将介绍问题抽象的方法论，即如何将现实世界的复杂问题转化为计算机可以处理的数学模型。 计算的本质与模型： 图灵机概念的简化回顾，以及算法的定义。 性能指标的量化： 严格区分时间和空间复杂度。 渐近分析的艺术： 深入解析大 O (O)、大 Ω ($Omega$)、大 $Theta$ ($Theta$) 符号的精确含义和应用场景。我们详细演示了如何推导最坏情况、最好情况和平均情况下的复杂度，并强调在工程实践中应优先关注哪个指标。 摊还分析入门： 对那些平均性能远优于最坏性能的结构（如动态数组的尾部插入）进行初步介绍。 第二章：线性数据结构的精妙实现 线性结构是所有复杂结构的基础。本章将不仅停留在概念层面，更注重其内存布局和操作的底层细节。 数组 (Arrays) 的魔力与局限： 深入探讨内存的连续性、缓存局部性带来的性能优势，以及动态数组（如 `ArrayList` 或 `Vector`）的自动扩容机制与隐藏的性能开销。 链表 (Linked Lists) 的灵活切换： 详细比较单向、双向和循环链表的实现细节。着重分析在节点插入/删除操作中，链表如何通过牺牲随机访问能力来换取常数时间操作。 栈 (Stacks) 与队列 (Queues)： 探讨它们在函数调用、表达式求值、缓冲区管理中的核心作用。我们将实现基于数组和链表的两种栈与队列，并对比其在特定场景下的资源消耗差异。 双端队列 (Deques) 的多功能性： 讲解双端队列如何巧妙地桥接栈和队列的功能，并在滑动窗口最大值等问题中的应用。 --- 第二部分：核心查找与排序机制 (Search & Sort Mastery) 高效的查找与排序是任何数据处理系统的基石。 第三章：高效查找技术 本章聚焦于如何快速定位数据，这是数据库、索引和搜索应用的基础。 基础搜索算法： 顺序查找与二分查找的严谨性分析，特别强调二分查找的边界条件处理和递归/迭代实现的区别。 哈希表 (Hash Tables) 的设计艺术： 深入探讨哈希函数的构造原则（如何最大化均匀分布）、冲突解决策略（链地址法、开放寻址法及其探查序列：线性、二次、双重哈希）的优劣权衡。 负载因子与重新哈希 (Rehashing)： 详细分析负载因子对性能的影响，并演示何时以及如何执行昂贵的重新哈希操作以维护平均 $O(1)$ 的查找时间。 第四章：排序算法的全面评估 排序是检验算法设计能力的试金石。本书将从稳定性、内存使用和渐近复杂度三个维度对主要排序算法进行剖析。 基础比较排序： 选择排序、插入排序和冒泡排序的直观理解与性能瓶颈分析。 分治法的威力： 深入讲解快速排序 (Quick Sort) 的枢轴选择策略（随机化、中位数法）及其对最坏情况的规避，以及归并排序 (Merge Sort) 的稳定性保证与 $O(n log n)$ 性能的必然性。 堆排序 (Heap Sort)： 基于堆数据结构的排序实现，强调其原地排序的优势。 非比较排序的突破： 针对特定数据范围，介绍计数排序、基数排序和桶排序的原理，展示如何在特定条件下打破 $O(n log n)$ 的理论限制。 --- 第三部分：非线性结构的深度探索 (Non-Linear Structures) 本部分是理解复杂数据组织和高级算法的关键。 第五章：树形结构的构建与遍历 树结构在文件系统、编译器设计和数据索引中无处不在。 树的基本术语与性质： 深度、高度、平衡度的精确定义。 二叉树的奥秘： 前序、中序、后序遍历的递归与迭代实现，以及如何根据两种遍历结果重建树。 平衡二叉搜索树 (BSTs)： 重点分析 AVL 树 和 红黑树 (Red-Black Trees) 的旋转机制、插入和删除操作如何通过局部调整来维持对数高度。我们将详细解析红黑树的五条性质及其在操作系统内核和标准库中的实际应用。 B 树与 B+ 树： 针对外部存储（磁盘 I/O）优化的结构，阐述其多路分支的原理，这是数据库索引设计的核心。 第六章：堆与优先队列 (Heaps and Priority Queues) 优先队列是调度、最短路径和图算法中不可或缺的工具。 二叉堆的实现： 讲解如何利用数组表示完全二叉树，以及 `Heapify` (建堆) 和 `sift-up`/`sift-down` 操作的原理。 优先队列的应用： 演示如何利用堆实现任务调度算法和Dijkstra 算法的关键步骤。 高级堆结构： 简要介绍斐波那契堆（Fibonacci Heap）的概念，以及它在理论上如何优化某些图算法的复杂度。 --- 第四部分：图论算法与实际应用 (Graph Theory in Practice) 图是描述关系和网络结构的最强大工具。 第七章：图的表示与基础遍历 邻接矩阵与邻接表： 详细比较这两种表示方法在空间占用和遍历效率上的差异，指导读者根据图的稀疏/稠密程度做出选择。 图的遍历策略： 深度优先搜索 (DFS) 与广度优先搜索 (BFS) 的实现，并展示它们在连通性检测、拓扑排序中的应用。 第八章：最短路径与网络流 本章聚焦于优化网络中的路径选择问题。 单源最短路径： 深入讲解 Dijkstra 算法（无负权边）和 Bellman-Ford 算法（处理负权边），并分析负权环的检测方法。 所有顶点对最短路径： 剖析 Floyd-Warshall 算法 的动态规划思想，及其在计算可达性和传递闭包中的价值。 最小生成树 (MST)： 详尽分析 Prim 算法 和 Kruskal 算法 的机制，它们在网络设计和聚类分析中的应用。 --- 第五部分：高级主题与现代优化 (Advanced Topics and Modern Optimization) 本部分将目光投向更前沿和更实用的领域。 第九章：算法设计范式 介绍解决复杂问题的通用策略。 动态规划 (Dynamic Programming, DP)： 强调其核心——最优子结构和重叠子问题。通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，教授如何定义状态转移方程和自底向上的填充方法。 贪心算法 (Greedy Algorithms)： 探讨贪心选择性质和最优子结构的关系，并明确指出其适用范围与局限性，防止错误应用。 回溯法与分支限界法： 讲解这些搜索策略在解决组合优化问题（如八皇后问题、旅行商问题）中的应用。 第十章：计算复杂性理论与未来展望 NP 问题的引言： 简要介绍 P 类、NP 类、NP-完全 (NPC) 问题的概念，让读者理解哪些问题是“可解的”但“难以在多项式时间内解的”。 现代编程语言中的抽象实现： 结合 C++ STL、Java Collections Framework 或 Python 的标准库，展示成熟框架如何封装这些复杂的数据结构，并指导读者如何阅读和理解这些高性能库的源码设计。 并行计算与数据结构： 初步探讨在多核环境下，如何设计并发安全的数据结构（如无锁结构）以进一步提升系统吞吐量。 目标读者 本书适合于计算机科学、软件工程、信息技术专业的本科高年级学生、研究生，以及有志于提升软件工程能力和系统性能优化的初中级软件开发工程师。掌握一门主流编程语言（如 C++、Java 或 Python）的基本语法是必要的先决条件。 本书的独特价值 本书最大的价值在于其工程化视角。我们不满足于给出算法的伪代码，而是深入探讨内存布局、缓存影响、编译器优化对运行时间的影响。读者不仅能学会“如何实现”，更能理解“为何这样实现最优”，从而在面对实际的性能瓶颈时，具备快速定位和解决问题的能力。通过大量的复杂度分析和实际案例对比，读者将建立起一套严谨、高效的算法设计与评估体系。

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初次翻阅这本书，我立刻被它深入浅出的讲解风格所打动。这本书不仅仅是简单罗列语法规则，更重要的是它能够引导读者一步步理解编程的逻辑和思想。例如，在介绍面向对象编程的概念时，作者并没有直接抛出复杂的术语，而是通过生活中常见的例子，比如“汽车”和“车辆”的关系，来阐述类与对象、继承等核心概念，这种类比非常巧妙，让我在不知不觉中就建立起了对这些抽象概念的认知。书中的每一个章节都循序渐进，从最基础的变量、数据类型，到稍微复杂一些的控件的使用，再到最后涉及数据库连接和文件操作，都安排得井井有条。我印象深刻的是，在讲解函数和过程时，作者反复强调了代码的模块化和重用性，并且通过实例展示了如何将一段功能完善的代码封装成一个独立的模块，供其他程序调用。这对于提高开发效率和维护代码质量有着至关重要的作用。我感觉这本书在案例的选择上也非常有代表性，涵盖了用户界面设计、数据处理、简单的文件管理等多个方面，这使得我学习到的知识能够更广泛地应用于实际的编程任务中。书中的错误处理部分也写得很到位，教会了我如何预见和处理程序运行时可能出现的各种异常情况，这对于编写健壮的应用程序非常重要。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，耐心地带领我探索Visual Basic的奥秘。

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这本书带给我最大的惊喜在于其对实际项目开发的关注。它并非局限于讲解零散的语法点，而是将这些知识点融入到一系列具有实际意义的小型项目开发过程中。我特别喜欢它关于“小型图书管理系统”的章节，从数据库的设计、界面的布局，到数据的增删改查，每一个步骤都讲解得非常详细。书中对于如何利用Visual Basic与Access数据库进行交互的讲解，让我首次了解到了如何将程序与数据存储结合起来，这对我来说是一个巨大的突破。而且，作者在讲解过程中，并没有回避在开发过程中可能遇到的各种挑战，比如如何进行有效的错误检查、如何优化用户体验、如何保证数据的安全性等等，这些宝贵的经验分享，是单纯的书本知识无法替代的。我甚至觉得，这本书与其说是一本“教程”，不如说是一本“实战手册”。它鼓励读者动手去实践，去尝试，去犯错，并且在错误中学习。我记得书中有提到如何创建自定义控件，这让我看到了拓展Visual Basic功能的可能性，也让我体会到了编程的创造性。整本书的知识体系构建得非常扎实，从基础到进阶，环环相扣，让我感觉学习过程是连续而连贯的。阅读这本书，我不仅仅是学会了如何写代码，更重要的是学会了如何构建一个完整的应用程序，这极大地提升了我对编程的信心和兴趣。

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这本书的封面上“Visual Basic程序设计教程”几个字，当初就吸引了我。我一直对编程抱有浓厚的兴趣，但总觉得门槛有点高，尤其是那些需要大量数学基础或者晦涩难懂的语言，让我望而却步。Visual Basic这个名字听起来就比较亲切，也比较符合我想要入门的期望。拿到书后，我被它简洁明快的排版和清晰的图示吸引了。我尤其喜欢它在讲解基础概念时，都会配上非常直观的示例代码，并且对每一行代码都做了详细的注释，这对我这种零基础的初学者来说简直是福音。不用我费力去猜代码的意思，直接就能看到结果，这种即时反馈极大地增强了我的学习动力。书中的例子也紧密联系实际，不是那种枯燥的理论堆砌，而是能看到如何用VB来制作一些有趣的小程序，比如计算器、简单的文本编辑器等等。这些实际应用让我觉得编程不再是遥不可及的技能，而是我也可以掌握的工具。我感觉作者在编写这本书时，确实站在了和我一样的初学者的角度，能够准确地预见到我们在学习过程中会遇到的困惑，并提前给出解答。我特别欣赏它在讲解流程控制语句（如If...Then...Else、For...Next）的时候，用到了大量的流程图，这比单纯的文字描述要容易理解得多。我甚至觉得，即便我将来不再使用Visual Basic，这本书教给我的编程思维和解决问题的思路，也会对我学习其他编程语言大有裨益。

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这本书在细节的处理上做得非常出色，充分展现了作者的用心。例如，在讲解用户界面设计时，它不仅仅是列举了各种控件的属性，而是会详细地阐述如何根据用户的使用习惯来选择和布局控件，如何调整控件的大小和位置以达到最佳的视觉效果。我特别注意到，书中在介绍错误处理机制时，并没有止步于“try...catch”的简单罗列，而是深入讲解了不同类型错误的识别、判断和处理策略，并且通过实例展示了如何记录错误日志，以便于后续的调试和分析。这种细致入微的讲解，让我对程序的健壮性有了更深刻的认识。而且，这本书的排版设计也非常人性化，代码块和文字说明清晰地分开，重点内容也用加粗等方式突出显示，阅读起来非常舒适。我感觉作者在写作过程中，一定反复推敲过每一个句子，每一个示例，力求做到最准确、最易懂。甚至在一些不太起眼的角落，比如索引和目录的设计，也显得非常专业和实用，能够帮助我快速定位到需要的信息。总的来说，这本书是一部非常严谨和高质量的教程，它在细节之处见真章，让我感受到了作者对技术的热情和对读者的尊重。

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这本书的语言风格非常独特，有一种难以言喻的亲切感。作者在讲解一些比较枯燥的技术概念时，总是能够巧妙地穿插一些个人体会和幽默的段子，让原本严肃的技术学习过程变得轻松有趣。例如，在讲解循环语句的细微差别时，作者用了一个生动形象的比喻，将循环比作“一遍遍地在同一条路上绕圈圈，直到达到目的地”，这种形象化的描述，让原本抽象的逻辑变得具象化，极大地降低了理解难度。而且，这本书在讲解过程中，会时不时地提醒读者一些“坑”，以及如何避免这些“坑”，这种“过来人”的经验分享，对于初学者来说是极其宝贵的。我感觉作者并没有把读者当成是需要被动接受知识的学生，而是将其视为一个可以共同探讨和成长的伙伴。书中的代码示例非常精炼，并没有冗余的注释，但每一个示例都能够清晰地展现某个特定功能的实现方法。这种“少即是多”的设计理念，让我能够更专注于理解代码的核心逻辑，而不是被过多的文字干扰。我尤其欣赏书中关于代码风格和规范的讲解，虽然不是重点，但却能培养良好的编程习惯。这本书不仅仅传授了Visual Basic的知识，更重要的是，它传递了一种积极的学习态度和探索精神，这对于任何一个希望在技术领域有所发展的人来说，都至关重要。

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