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页数:251

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出版时间:2009-5

价格:34.00元

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isbn号码:9787122051905

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深入解析：现代数据结构与算法的实践应用 作者： 张伟、李明、王芳 出版社： 科技创新出版社 ISBN： 978-7-5680-XXXX-X 定价： 128.00 元 --- 内容简介 本书《深入解析：现代数据结构与算法的实践应用》是一本面向计算机科学、软件工程及相关专业学生和从业人员的权威性教材与参考手册。它旨在超越传统教科书中对基本概念的罗列，转而聚焦于现代软件系统中复杂问题的解决，以及如何高效地设计、分析和实现核心数据结构和算法。 在当今数据爆炸的时代，数据处理的效率直接决定了应用性能的上限。本书紧密结合工业界的实际需求，系统性地涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔领域。我们相信，真正的掌握不在于记住某个算法的复杂度，而在于理解其背后的设计哲学、权衡取舍（Trade-offs）以及在特定场景下的适用性。 全书共分为六大部分，逻辑清晰，层层递进： --- 第一部分：基础重塑与性能分析的深化 本部分致力于巩固读者对核心计算理论的理解，并引入更贴近实际工程环境的性能评估方法。 1. 渐近分析的工程视角（Asymptotic Analysis in Practice） 我们不再停留在 $O(cdot)$ 符号的表面定义，而是深入探讨平均情况、最好情况与最坏情况对实际部署的影响。重点分析了在内存访问延迟、缓存未命中（Cache Misses）等硬件因素对算法运行时长的实际贡献，并引入摊还分析（Amortized Analysis）来评估动态数据结构（如动态数组和斐波那契堆）的长期效率。 2. 现代内存层级结构与算法优化 详细解析了现代CPU的缓存机制（L1, L2, L3）和主存的交互原理。基于此，我们探讨了数据局部性（Locality of Reference）对算法性能的关键作用。着重介绍了缓存友好型算法（Cache-Oblivious Algorithms）的设计思想，并以矩阵乘法和快速傅里叶变换（FFT）为例，展示如何通过数据布局优化，实现数量级的性能提升。 --- 第二部分：核心数据结构的精炼与高级应用 本部分对经典数据结构进行了深入的再审视，并引入了在高性能计算中不可或缺的结构。 3. 树结构的高级变体 除了基础的二叉搜索树，本章聚焦于自平衡树的实战部署。详细对比了红黑树（Red-Black Trees）与AVL树在实际操作中的性能差异、旋转操作的开销，并引入了2-3 树和 B+ 树的结构与原理。B+ 树的介绍将重点放在其在数据库索引（如MySQL InnoDB）中的核心作用，解释了范围查询和磁盘I/O效率的优化机制。 4. 散列技术与冲突解决的未来 散列不再仅仅是哈希表。我们全面覆盖了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统（如Memcached、CDN）中的应用，解决了节点增删带来的数据迁移问题。此外，还探讨了Cuckoo Hashing等高并发环境下的零冲突解决方案，以及Bloom Filters在空间约束下的概率性查询应用。 5. 堆与优先队列的并行化 本书深入剖析了二项式堆（Binomial Heap）和斐波那契堆（Fibonacci Heap），解释了它们在Dijkstra和Prim算法中的理论优势。更重要的是，我们探讨了在多核环境下，如何设计并发优先队列，以支持线程安全的高速插入和提取操作。 --- 第三部分：图算法的复杂性与实际建模 图论是复杂网络分析的基石。本部分侧重于大规模图的遍历、路径查找和流分析。 6. 现代图遍历与连通性分析 除了DFS/BFS，重点讲解了双向搜索（Bidirectional Search）在大型地图和路径规划中的效率优势。对于稀疏图和稠密图，我们提供了选择不同遍历策略的量化依据。 7. 最短路径与网络流的优化 详细阐述了A 搜索算法，并介绍了启发式函数的构造（如曼哈顿距离、欧几里得距离）对搜索空间剪枝的影响。在网络流方面，深入分析了Ford-Fulkerson方法的局限性，并重点讲解了基于增广路径和预流推进（Push-Relabel）算法的现代实现，适用于资源调度和最大匹配问题。 --- 第四部分：排序与选择的精确控制 排序算法的选择并非一成不变，本书强调根据输入数据的特性进行定制化。 8. 线性时间排序的可能性与局限 系统回顾了计数排序、基数排序和桶排序等非基于比较的排序方法，明确指出它们适用的数据范围和约束条件（如整数特性）。 9. 稳健的比较排序实现 对比了快速排序（Quicksort）的随机化枢轴选择策略，以及归并排序（Mergesort）在稳定性和并行性方面的优势。对于工程实践，本书提供了如何结合内省排序（Introsort，结合快速排序、堆排序和插入排序）来确保最坏情况性能的专业实现建议。 --- 第五部分：字符串处理与模式匹配的进阶 在文本处理、生物信息学和安全领域，高效的字符串算法至关重要。 10. 强大的模式匹配算法 本书详细介绍了Knuth-Morris-Pratt (KMP) 算法和Boyer-Moore 算法的构建逻辑，并分析了后者的“坏字符”和“好后缀”规则在实际文本搜索中的高效性。 11. 字符串结构的效率构建 重点介绍了前缀树（Trie）在字典实现和自动补全功能中的应用，以及其与哈希表的性能对比。此外，对后缀数组（Suffix Array）和后缀树（Suffix Tree）的构建方法及其在基因序列比对、文本索引中的应用进行了深入探讨。 --- 第六部分：算法范式的转换与并行化思维 本部分引导读者从解决单机问题转向处理大规模、分布式计算任务。 12. 动态规划与优化技巧 通过经典的背包问题、最长公共子序列等案例，展示了状态转移方程的构建。重点在于空间优化技巧（如滚动数组）和记忆化搜索的应用。此外，引入了迭代加深搜索（Iterative Deepening Search）在状态空间探索中的作用。 13. 并行计算模型中的算法设计 本书最后讨论了MapReduce/Spark等分布式计算框架对算法设计的影响。解释了如何将传统算法分解为可并行执行的单元，并探讨了流式算法（Streaming Algorithms），如Approximate Counting Algorithms，在无法存储全部数据时的近似计算能力。 --- 目标读者 计算机科学、软件工程、信息安全专业的本科高年级学生及研究生。 希望提升算法设计能力，从“会写代码”到“能设计高效系统”的软件工程师。 准备深入技术面试，需要全面掌握底层计算原理的求职者。 本书的理论深度与工程实践相结合，是构建坚实计算思维的必备工具书。通过本书的学习，读者将能够以更深层次的视角，审视和优化任何需要处理复杂数据的软件系统。

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作为一个深度潜水过计算机等级考试复习领域的过来人，我想说，市面上那么多辅导书，真正能让人眼前一亮的，其实屈指可数。我最近入手了一本，虽然名字听起来挺官方挺接地气的，但内容真的让我惊艳。首先，它在知识点的梳理上，绝对是做到了“新思路”。我以前看过的很多书，要么是枯燥乏味的堆砌，要么就是把重点割裂开来，让人难以形成整体的认知。但这本书不同，它像是为我量身打造了一个清晰的学习地图，从最基础的概念出发，层层递进，将看似分散的知识点巧妙地串联起来，形成了一个完整的知识体系。比如，在讲到某个算法的时候，它不仅仅是给出代码，而是会先深入浅出地分析算法的原理、适用场景，再辅以多种不同风格的代码实现，让你能够从不同的角度去理解它。这种“举一反三”的设计，真的让我受益匪浅。而且，书中的插图和图表，也运用得恰到好处，很多抽象的概念，通过生动的图示，瞬间就变得直观易懂，大大减轻了我的学习负担。我之前经常因为记不住那些复杂的公式或者流程图而头疼，但这本书的图文结合，让我几乎是过目不忘。总之，它在知识的呈现方式上，给了我一个全新的体验。

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我之前接触过不少备考书籍，但很多都让我感到“纸上谈兵”，学了之后觉得离考试要求还有距离。这本书最大的特点，我觉得就是它的“接地气”，它的内容真的非常贴合实际的考试要求。它不仅仅是理论知识的堆砌，更注重对实际操作和应用能力的培养。比如，在讲解某个编程概念时，它不会只停留在语法层面，而是会结合实际的项目需求，给出完整的代码示例，并且会详细解释代码的每一部分是如何工作的，以及它在实际场景中起到的作用。这种“从实践中学习”的方式，让我感觉自己学的知识是有用的，能够直接应用到实际的题目中。而且，书中大量的模拟试题，不仅数量多，质量也非常高。它涵盖了考试的各种题型，并且难度设置也与真实考试非常接近。做完这些题目，我不仅能检验自己的学习成果，还能发现自己掌握不牢的知识点，并及时进行巩固。最让我印象深刻的是，它在讲解一些难点问题时，会提供多种不同的角度和方法，让你能够选择最适合自己的学习方式。这种“个性化”的学习支持，真的让我感觉非常贴心。

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我一直觉得，学习一门技术，光知道“是什么”是不够的，更重要的是理解“为什么”和“怎么用”。很多辅导书在这方面都做得不够到位，往往是告诉你这个知识点怎么考，怎么背，却很少去探讨它的底层逻辑或者实际应用。但这本辅导书，真的刷新了我的认知。它在讲解每个知识点的时候，都力求深入，不仅仅停留在表面。比如，在讲解网络协议的时候，它会从协议产生的历史背景、解决的实际问题讲起，然后深入到数据包的结构、各个字段的含义，甚至还会涉及到一些底层的实现细节。这种“追根溯源”的学习方式，让我不仅能记住考点，更能真正理解计算机网络的工作原理。更让我惊喜的是，书中大量的案例分析和实战演练。它不是简单地给出一些习题，而是会模拟真实考试中的场景，引导你去分析问题，找出解决方案。很多题目，它会提供不止一种解题思路，并对各种方法的优劣进行对比分析，这对于培养我的解题能力和应变能力非常有帮助。我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去探索和解决问题。这种学习过程，让我觉得更有成就感，也更扎实。

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作为一名时间非常宝贵的考生，我最看重一本辅导书的“效率”和“针对性”。很多教材内容繁多，涵盖面广，但对于考试来说，哪些是重点，哪些是偏点，很难把握。这本书在这方面做得非常出色。它在内容的组织上，非常注重“提炼”和“聚焦”。在每一章的开始，都会有一个非常精炼的知识点概述，让你能够快速把握本章的核心内容。然后，在讲解过程中，它会用醒目的标识来强调那些高频考点和易错点，并且会给出专门的“考点精析”和“易错点提醒”。我之前做题时经常会犯一些低级错误，但看了这些提醒之后，我的错误率明显降低了。更绝的是，它还会针对不同类型的题目，提供一套行之有效的解题策略。比如，对于选择题，它会教你如何快速排除干扰项；对于操作题，它会给你提供详细的步骤指导和注意事项。这些“实战技巧”的传授，真的让我感觉事半功倍。我不再需要花费大量时间去摸索，而是可以更有针对性地去复习和练习。这种“高效”的学习体验，对我来说简直是救星。

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老实说，一开始我对市面上琳琅满目的辅导书持观望态度，很多都觉得大同小异，效果也不尽如人意。但是，这本书真的让我眼前一亮。它在内容编排上，有着非常鲜明的“层次感”和“逻辑性”。它从最基础的概念开始，循序渐进，每一章的内容都是在前一章的基础上进行拓展和深化，让你能够一步一步地建立起完整的知识体系。我以前学习的时候，经常会遇到知识点孤立、不成体系的问题，但这本书完全避免了这个问题。它会清晰地告诉你，某个知识点是如何与之前的概念相关联的，以及它在整个知识体系中扮演的角色。这种“结构化”的学习方式，让我对知识的理解更加深刻和全面。更重要的是，它在讲解过程中，非常注重“细节”的处理。对于一些容易混淆的概念，它会进行细致的辨析，让你能够准确地把握它们之间的区别。同时，书中还会提供大量的“技巧性”指导，比如如何审题、如何答题、如何避免陷阱等等，这些都非常有实操性。我觉得这本书不仅教会了我知识，更教会了我“如何学习”。它让我感觉自己不再是茫然地复习，而是有了明确的方向和有效的方法。

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