具体描述
《精品课程•名师讲堂丛书•C语言程序设计辅导讲案》主讲教材为谭浩强编著的《C语言程序设计》(第二版，清华大学出版社)。全书共15讲，每讲内容包括本讲内容聚焦、典型例题、课后作业三个部分。书后有三个附录：主讲教材《C语言程序设计》各章习题精选详解，课程考试真题，课后作业和课程考试真题参考答案。
《数据结构与算法实战指南》图书简介 导语：探索计算的基石，构建高效的软件大厦 在快速迭代的软件开发领域，对基础理论的深刻理解和高效问题的解决能力是区分优秀工程师与普通开发者的关键。本书《数据结构与算法实战指南》正是为渴望深入理解计算科学核心、并期望在实际项目中构建高性能、高可靠性软件的读者量身打造的深度技术专著。我们不局限于枯燥的理论推导，而是将严谨的学术思想与前沿的工程实践紧密结合，旨在帮助读者真正掌握数据组织与问题求解的艺术。 第一部分：基础夯实与思维重塑——理解数据的内在秩序 本书的开篇将带领读者重温并深化对基础数据结构的理解，但视角是面向“效率”和“适用场景”的。 第1章：时间与空间复杂度分析的工程视角 本章不再停留在$O(n)$、$Omega(n^2)$等符号的教学层面。我们将重点探讨：如何在实际工程中精确评估算法的性能瓶颈？如何针对特定硬件架构（如缓存命中率、向量化指令集）来优化复杂度分析模型？我们将引入“实际运行时间模型”与理论复杂度的对比分析，通过真实案例展示，例如，在处理大规模日志数据时，一个看似复杂度较低但常量因子过大的算法，如何败给一个理论上复杂度稍高但常数因子极小的算法。 第2章：线性结构的精妙演化：数组、链表与栈/队列 除了标准的数组和链表实现外，本章深入探讨了动态数组的内存分配策略（如指数增长机制的优化）、双向链表在垃圾回收机制中的应用以及循环链表在缓冲区管理中的效率优势。特别地，栈和队列的应用扩展至并发编程中的无锁队列（Lock-Free Queue）设计原理，这对于构建高性能服务器至关重要。 第3章：树形结构的深度挖掘与应用 本部分是全书的重点之一。我们不仅会详细讲解二叉搜索树（BST）的原理，更会将重点放在如何通过自平衡机制（AVL、红黑树）来保证最坏情况下的查询效率。红黑树的旋转与着色规则将通过生动的图形化步骤详细解析。此外，本书将引入B/B+树在数据库索引中的核心作用，解析它们如何平衡磁盘I/O和查找速度，并提供一个简化的B+树操作模拟器实现思路。对于特定的应用场景，如文件系统或内存管理，我们还将探讨Trie树（前缀树）的优化变体——压缩Trie的应用。 第4章：图论的建模艺术与算法实践 图论是解决复杂系统问题的利器。本章从图的表示法（邻接矩阵与邻接表）入手，深入探讨了稀疏图与稠密图的选择依据。图遍历算法（DFS/BFS）将结合实际场景，如网络爬虫的抓取顺序控制或迷宫求解。在最短路径方面，Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法的优化点（如使用斐波那契堆）将被分析。更进一步，我们将聚焦于最小生成树（MST）在网络拓扑设计中的应用，并分析网络流问题（如最大流/最小割）在资源调度和容量限制问题上的建模方法。 第二部分：算法的精炼与优化——从暴力到智慧 本部分侧重于将数据结构转化为解决复杂问题的强大工具，强调算法设计范式的掌握。 第5章：排序算法的深入剖析与性能调优 排序不仅仅是“排序”本身。本章对比了归并排序的稳定性、快速排序的枢轴选择策略（中位数取中法）以及堆排序的内存局部性。我们还会探讨外部排序（当数据量远超内存时）的策略，如多路归并排序的实现细节。对于特定约束下的排序问题，如基数排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort）的应用场景将被详尽阐述。 第6章：分治、贪心与动态规划的思维转换 这是算法思想的核心部分。 分治法：除了经典的排序和搜索，我们将分析最近点对问题和Strassen矩阵乘法，理解其递归边界的优化。 贪心算法：通过霍夫曼编码和活动安排问题，探讨贪心策略的适用性与局限性。如何证明一个贪心选择是局部最优且能导向全局最优，是本章的理论重点。 动态规划（DP）：DP的精髓在于状态定义、状态转移方程和边界条件的构建。我们将通过经典的背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列等案例，重点训练读者将实际问题转化为DP模型的能力。此外，记忆化搜索（自顶向下DP）与标准DP（自底向上）的性能差异分析也将被纳入讨论。 第7章：高级搜索与回溯算法的应用 本章关注于在庞大搜索空间中找到可行解或最优解的方法。回溯法在N皇后问题、数独求解中的应用将被详细演示，重点在于如何高效地进行剪枝操作（Pruning）。对于需要全局最优解的搜索问题，分支定界法（Branch and Bound）的原理及如何设计有效的界限函数，将作为关键的优化技术进行介绍。 第三部分：现代工程中的数据结构与算法 本书的最后一部分将视角转向现代软件架构，探讨特定领域内高效算法的应用。 第8章：散列技术的高级应用与冲突解决 散列表（Hash Table）是现代编程的基石。本章深入探讨了完美哈希函数的构造思想、一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统负载均衡中的核心作用（如Memcached、Redis集群）。对于开放寻址法和链地址法，我们将分析其在不同负载因子下的性能退化曲线，并给出在内存受限环境下选择最佳散列方案的决策流程。 第9章：堆结构与优先队列的高效实现 堆（Heap）是实现优先队列（Priority Queue）的基础。除了标准的二叉堆，我们将重点介绍斐波那契堆（Fibonacci Heap），分析其在实现Prim或Dijkstra算法时，相比二叉堆能带来的渐进时间复杂度优化，并讨论其在实际工程中因实现复杂度高而较少被直接采用的原因。此外，二项式堆和配对堆的结构特性也将作为对比。 第10章：高级主题：计算几何基础与字符串匹配 本章作为拓展，触及了工程中常见的高级算法需求： 计算几何基础：介绍点积、叉积在判断点在线性或多边形内外的应用，以及凸包算法（Graham扫描或Jarvis步进）的基本思想。 字符串算法：从基础的朴素匹配到KMP算法（失效函数/部分匹配表）的构建与应用，再到Rabin-Karp算法（滚动哈希）的实际操作，帮助读者高效处理文本搜索和模式匹配任务。 结语：算法是软件的灵魂 《数据结构与算法实战指南》旨在提供一个扎实、全面且贴近工程实际的算法与数据结构学习路径。通过本书的学习，读者将不仅掌握“如何实现”某个结构或算法，更重要的是理解“为何这样设计”以及“在什么场景下最优”。掌握了这些计算的基石，任何复杂的软件系统都将变得清晰可控。
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