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出版者:

作者:李飞创作工作室

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2007-7

价格:21.80元

装帧:

isbn号码:9787811144680

丛书系列:

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• 电脑培训
• 办公软件
• 计算机基础
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《编程思维与高效算法精解》 内容概要： 本书致力于为渴望深入理解计算机科学核心理念并希望在算法设计与实现上达到专业水准的读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的教程。我们避开了基础软件操作的冗余叙述，将全部篇幅聚焦于构建健壮的编程思维框架和掌握解决复杂计算问题的核心工具——高效算法。 全书结构严谨，内容涵盖了从基础的逻辑推理到前沿的优化技术，旨在培养读者独立分析问题、设计解决方案并进行性能评估的能力。我们坚信，真正的技术能力源于对底层原理的透彻理解和对经典范式的灵活运用。 --- 第一部分：编程思维的基石与范式转换 本部分旨在打破初级编程中依赖特定语言语法的局限，引导读者建立起一种面向问题的、抽象化的、可复用的编程思维模式。 第一章：计算的本质与问题抽象化 本章首先探讨了图灵机模型和λ演算等计算理论的哲学基础，但重点迅速转移到如何将现实世界中的复杂问题（如资源调度、路径查找、数据关联）转化为计算机可以处理的抽象数据结构。详细阐述了如何识别问题的关键约束、输入输出模式以及核心运算，并通过案例展示了从自然语言描述到伪代码逻辑的严密转化过程。我们着重分析了“不变性”和“状态管理”在复杂系统设计中的决定性作用。 第二章：数据结构的深度剖析与选用策略 不再仅仅是线性结构（数组、链表）的罗列，本章深入剖析了非线性结构——树、图、堆的内在结构、内存布局及其操作的渐进时间复杂度。 树结构精讲： 重点解析二叉搜索树（BST）的平衡机制（AVL、红黑树的旋转与着色原理），并对比分析B树和B+树在数据库索引设计中的应用场景和性能优势。 堆与优先队列： 深入讲解二项堆和斐波那契堆的构建、合并与减小键操作，为高级算法（如Dijkstra算法的优化）打下基础。 散列表（哈希表）的进阶： 探讨了完美哈希、一致性哈希的构造方法，以及如何通过不同的冲突解决策略（如链地址法、开放寻址法）来控制最坏情况下的性能退化。 第三章：面向对象设计的深层思考与设计模式 本章超越了基础的封装、继承、多态，聚焦于如何利用面向对象原则构建高内聚、低耦合的软件架构。 SOLID原则的实际应用： 通过大型项目重构案例，演示单一职责原则（SRP）如何避免代码僵化，以及依赖倒置原则（DIP）如何实现松散耦合。 GoF设计模式的实战解析： 详细解读了创建型（工厂方法、抽象工厂、构建者）、结构型（适配器、装饰器、代理）和行为型（策略、观察者、状态）模式的适用边界。强调模式的“反模式”风险——过度设计。 并发模型思维： 初步引入Actor模型和CSP模型，为后续的并发编程打下清晰的思维基础。 --- 第二部分：高效算法的设计、分析与优化 本部分是本书的核心，系统性地介绍了解决计算难题的经典与现代算法，并严格遵循“设计-分析-优化”的流程进行讲解。 第四章：时间与空间复杂度分析的严谨性 本章建立精确的性能度量标准。不仅限于大O表示法，还深入探讨了大Ω（下界）和Θ（紧密界）的推导，并着重分析了在不同硬件模型（如缓存敏感性、并行度）下算法性能的实际表现，区分理论最优与实践可行性。 第五章：分治、贪心与动态规划的策略交锋 本章通过对比分析三大核心问题求解范式，训练读者的策略选择能力。 分治法（Divide and Conquer）： 深入分析Strassen矩阵乘法和快速傅里叶变换（FFT）背后的分治思想及其渐进优势。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 重点论述了贪心选择性质和最优子结构的重要性，通过霍夫曼编码和最小生成树（Prim/Kruskal）的证明过程，展示如何严格证明贪心选择的正确性。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 详细分解DP的记忆化搜索与自底向上构建的方法。核心案例包括背包问题（0/1、多重）、最长公共子序列、矩阵链乘法的最优化求解，并引入DP的空间优化技巧（如使用滚动数组）。 第六章：图论算法的深度挖掘 图算法是现代计算的骨架。本章超越了基础的DFS/BFS遍历，聚焦于路径优化和网络流。 最短路径算法： 详述Bellman-Ford算法（处理负权边）与Dijkstra算法（使用斐波那契堆的优化版本）。重点解析Floyd-Warshall算法的闭包性质。 最小生成树（MST）： 对Kruskal算法的并查集（Union-Find）结构进行高度优化（路径压缩与按秩合并），并分析其在线查询的效率。 网络流与匹配： 深入讲解Ford-Fulkerson方法，并详细阐述Edmonds-Karp算法及其复杂度分析。引入最大二分图匹配与最小割的联系。 第七章：搜索、回溯与约束满足问题 本章关注在巨大状态空间中寻找解的技巧。 回溯法（Backtracking）： 结合N皇后问题、数独求解等经典案例，强调剪枝（Pruning）策略对性能的决定性影响。 分支限界法（Branch and Bound）： 区别于纯粹的回溯，本方法使用界限函数来裁剪搜索树，是解决旅行商问题（TSP）等NP-hard问题的有效近似或精确方法。 第八章：高级主题：概率算法与近似解 在面对不可解或计算成本过高的问题时，我们需要转向更灵活的工具。 随机化算法： 介绍Las Vegas算法（总能给出正确答案，时间不确定）和Monte Carlo算法（可能出错，时间确定）。以Karger的最小割算法为例说明其优雅之处。 近似算法与近似比： 针对NP-完全问题（如集合覆盖、TSP的近似求解），讲解如何设计算法并给出其性能保证（近似比）。 启发式搜索： 详细分析A搜索算法，重点讲解合适的启发函数（Heuristic Function）的设计原则，以最大化搜索效率。 --- 第三部分：工程实践与性能调优 本部分将理论知识与工程实践紧密结合，探讨如何在实际系统中实现算法的最高效能。 第九章：并行计算基础与数据并行 理解现代多核架构是性能优化的前提。 并行化分析： 介绍Amdahl定律和Gustafson定律，评估任务的内在并行度。 同步与互斥： 深入讲解锁的粒度、读写锁的优化、以及无锁数据结构（如CAS操作）的实现原理，避免死锁和活锁。 第十章：内存层次结构与缓存优化 算法的“快”往往取决于对CPU缓存的友好性。 局部性原理： 解释时间局部性和空间局部性。 数据布局优化： 如何重排数据结构（例如，将二维数组按行优先访问转化为更适合缓存的结构），以提高缓存命中率，实现缓存敏感型编程。 本书的最终目标是让读者能够自信地面对任何复杂的计算挑战，不仅仅是“知道”有哪些算法，更是“懂得”何时、如何以及为何选择特定的算法和数据结构组合来构建高性能、高可靠性的系统。全书贯穿了大量的数学证明、复杂度推导和代码实例，确保读者能够将理论知识转化为扎实的工程能力。

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我当初借这本书来看，主要是冲着它“一本通”的名头去的，期望它能覆盖从零到能独立解决日常使用问题的全过程。从内容上看，它确实试图做到这一点，基础知识铺垫得非常厚实，比如对二进制和十六进制转换的细致讲解，简直可以拿去考计算机专业的期末考试了。但随着我阅读的深入，我发现它更侧重于“系统底层”的逻辑构建，而非“应用层”的灵活运用。例如，对于办公软件的使用，它似乎只是停留在“如何输入文字和进行简单的格式设置”的层面，对于更复杂的排版、宏指令或者数据透视表这类功能，完全没有提及。这就像是教人开车，教会了怎么发动引擎、换挡和打方向盘，但完全没有提到如何应对复杂的交通状况或者进行长途导航。这本书更像是一本优秀的“计算机科学入门导论”的简化版，它为你打下了坚实的理论地基，让你明白机器是如何思考的，但如果你是想立刻上手制作一份精美的PPT或者处理一个大型的Excel表格，这本书显然“力不从心”，它提供的“通”，更像是通往原理的大门，而非通往效率的捷径。

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这本书的排版和字体选择，透露着一种不容置疑的权威感，仿佛作者是坐在讲台上，用最不容置疑的语气告诉你“这就是标准操作流程”。我尤其欣赏它在排版中对重点概念的强调，那些加粗的术语和旁边的“注意”模块，处理得非常精妙，它不像现在很多网络教程那样追求快速浏览，而是强制你停下来，去理解那个特定历史时期下，这个概念是如何被定义和应用的。比如，书中讲解文件和文件夹的层级结构时，用到了一个非常形象的比喻，将硬盘比作一个巨大的图书馆，文件是书本，文件夹是书架，这个比喻直到今天我都觉得是理解目录树结构最直观的方式之一。当然，作为一个现代读者，我不得不指出它在软件操作流程上的滞后性，很多如今看来是“一键完成”的任务，在书中却需要冗长的键盘指令序列才能实现。但这恰恰反映了它作为“标准教程”的局限性——它固定了某个时间点的技术状态，并试图将其固化为永恒的准则。它更像是一份历史文献，而非实用的操作手册。

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这本书的语言风格是极其正式和冷静的，没有丝毫多余的情感色彩，完全是以一种机械的、精确的语调在叙述。它倾向于使用长难句来确保定义的完整性和排他性，这使得初学者在阅读一些关键的原理章节时，会感到一定的认知负担。记得有一次我试图查找关于网络连接的基础知识，书中用了近两页的篇幅来解释“数据包的封装与解封装过程”，插图非常复杂，画满了各种箭头和层次框。我花了相当长的时间才勉强理解了那个“七层模型”的框架。这种详尽到近乎刻板的描述方式，虽然确保了知识的准确性，但也牺牲了阅读的流畅性和趣味性。它就像一本百科全书的特定章节，要求读者必须全神贯注地去啃每一个字，否则稍有走神，就可能错过一个关键的逻辑环节。因此，这本书更适合那些有耐心、喜欢钻研技术本质，并且不惧怕面对密密麻麻文字和图表的“硬核”学习者。对于追求快速上手和视觉刺激的读者来说，这本书可能略显枯燥。

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这本书的装帧和纸张质量，给我一种非常“耐用”的感觉，厚实的纸张，即便是经常翻阅也不会轻易出现卷边或者撕裂的痕迹，这也许印证了它“标准教程”的设计初衷——它旨在成为一本可以放在书架上，供人长期查阅和参考的工具书。我注意到书中对于错误处理和故障排除的部分着墨不多，更多的是“如何正确操作”，而不是“当操作出错时该怎么办”。这反映了那个时代对电脑的认知，可能更多地集中在建立正确的操作习惯上，而不是预见和解决各种突发的技术故障。例如，书中关于“磁盘碎片整理”的介绍非常详细，甚至告诉你应该在什么时候执行最优，但对于系统崩溃后的数据恢复，却几乎没有提及。它提供的是一个“完美运行”的蓝图，缺乏应对现实世界中“不完美”的弹性预案。总而言之，它为我提供了一个理解计算设备基本逻辑的坚实基石，但我后来需要通过大量的实践和查阅其他资料，才真正将这些理论知识转化成了能够应对日常复杂情景的实用技能。

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这本书的封面设计得相当有年代感，那种蓝白相间的配色，让我想起了九十年代初期的那种“全民学电脑”的热潮。我记得当时拿到一本这样的书，感觉就像得到了一个通往未来世界的钥匙。虽然现在看来，书里讲的很多操作界面都已经过时了，比如那些关于DOS系统的命令输入，简直是活化石级别的知识，但在那个计算设备尚未普及的年代，这种详尽的步骤分解，对于我们这些零基础的爱好者来说，简直是福音。书中对硬件基础知识的讲解非常扎实，从CPU的工作原理到内存条的插法，图文并茂，即便是对电子学一窍不通的人也能大致明白个所以然。更让我印象深刻的是它对基础软件的介绍，尤其是早期文字处理软件的使用，那种通过菜单层层深入的教学方式，虽然现在看来繁琐，但它建立了一种严谨的逻辑思维，教会读者如何系统地去操作一台机器。读完这本书，虽然我没有成为真正的电脑专家，但至少让我对“电脑”这个庞然大物有了一个从物理到逻辑的初步认知框架，这份启蒙的价值，是无法用后来的任何快捷教程所替代的。它代表的是一个时代的学习方式和对新技术的渴望。

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