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出版者:Addison-Wesley Pub. Co

作者:Leland L. Beck

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1985

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780201109870

丛书系列:

图书标签:

• 操作系统
• 系统编程
• 编译原理
• 链接器
• 加载器
• 调试器
• 虚拟化
• 系统调用
• 内核
• 软件工程

《数据结构与算法导论》 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面且深入的数据结构与算法的理论基础与实践指南。在信息技术飞速发展的今天，高效的数据组织方式和优化算法是构建高性能计算系统的基石。《数据结构与算法导论》正是为了满足这一需求而编写，它不仅覆盖了经典的核心概念，更融入了现代计算环境中对效率和可扩展性的要求。 本书的结构设计遵循循序渐进的原则，从最基础的抽象数据类型（ADT）开始，逐步过渡到复杂的图论算法和高级搜索技术。我们力求在理论的严谨性与工程实践的可操作性之间找到最佳平衡点。 第一部分：基础构建块 本部分聚焦于构建高效算法所需的基本数据结构。我们首先回顾了数组和链表（包括单向、双向及循环链表）的底层实现和操作复杂度分析，强调了它们在内存分配和访问模式上的差异。 随后，本书详细探讨了栈（Stack）和队列（Queue）这两种重要的线性结构。我们不仅仅阐述了“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）的原理，更深入分析了它们在表达式求值（如中缀转后缀）、函数调用栈管理、广度优先搜索（BFS）中的具体应用。对于非线性结构，树（Tree）的介绍是重点。我们从基础的二叉树入手，详述了二叉搜索树（BST）的插入、删除和查找操作，并对递归和迭代的实现进行了性能对比。 为了应对动态数据量和频繁更新的需求，我们引入了平衡树的概念。AVL树和红黑树（Red-Black Tree）作为自平衡二叉搜索树的代表，其旋转操作和平衡维护机制被进行了细致的图解说明。红黑树因其在标准库实现中的广泛应用，占据了相当的篇幅，旨在使读者理解其在保证$O(log n)$最坏情况性能下的复杂权衡。 第二部分：高级结构与效率提升 在掌握了基本结构后，第二部分转向了更高阶的数据组织方式，特别是那些旨在优化特定类型查询的结构。 堆（Heap）结构是本部分的核心内容之一。我们详细区分了最大堆和最小堆，并阐述了如何利用堆构建优先队列（Priority Queue）。堆的构建过程（Heapify）及其在堆排序算法中的效率分析，是理解“分治法”在排序领域应用的关键。 散列技术是实现平均$O(1)$查找的关键。《数据结构与算法导论》对散列表（Hash Table）进行了深入的剖析。我们不仅解释了哈希函数的原理，如模运算、乘积法，还系统性地比较了开放定址法（Open Addressing）和链地址法（Separate Chaining）在处理冲突（Collision）时的优缺点及实际性能影响。针对散列表的性能退化问题，我们探讨了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统中的应用前景。 此外，并查集（Disjoint Set Union, DSU）作为一种高效处理集合划分问题的结构，其路径压缩（Path Compression）和按秩合并（Union by Rank）的优化策略被作为独立章节进行讲解，这些技术是解决最小生成树等图论问题时的关键优化手段。 第三部分：算法的精髓与应用 本部分侧重于算法的设计范式、分析方法和经典应用。 排序算法的比较分析是本部分的重要环节。我们不仅复习了插入排序、选择排序、冒泡排序等简单算法的$O(n^2)$复杂度，更重点分析了快速排序（Quick Sort）和归并排序（Merge Sort）的性能特性。快速排序的枢轴选择策略（Pivot Selection）对其实际性能的影响被深入讨论；归并排序作为“分治法”的典范，其稳定性及其在外部排序中的优势被强调。 搜索算法是遍历数据空间的艺术。深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的原理及其在树和图上的应用（如拓扑排序、连通分量查找）被详尽阐述。 图论部分是本书的重头戏。我们对图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）进行了选择性分析。在核心算法方面，最短路径问题被系统性解决：Dijkstra算法用于单源最短路径（非负权重），而Bellman-Ford算法则扩展到可以处理负权边，并能有效检测负权环。对于最小生成树（MST），Prim算法和Kruskal算法的贪心策略被详细对比，并展示了它们与并查集技术的结合。 第四部分：高级算法设计范式 为了培养读者的设计能力，本书最后几章聚焦于高级算法设计方法论。 动态规划（Dynamic Programming, DP）被介绍为解决重叠子问题和最优子结构问题的强大工具。我们通过经典的例子，如背包问题（Knapsack Problem）、最长公共子序列（LCS）和矩阵链乘法，来揭示状态转移方程的建立过程和自底向上的计算优化。 贪心算法（Greedy Algorithms）的设计思想被提炼，并分析了其适用范围，特别是为何其在某些问题（如霍夫曼编码）中能保证全局最优解，而在其他问题中则不然。 此外，本书还涉及了字符串匹配算法（如KMP算法）和计算几何中的基础概念，为读者提供了更广阔的视野。 总结 《数据结构与算法导论》的编写目标是提供一套既能通过考试，更能指导实际工程实现的知识体系。书中包含了大量的伪代码、C++风格的实现示例，并附有详细的复杂度分析和运行时间分析，确保读者能够透彻理解每一种结构和算法的内在工作机制和性能瓶颈所在。本书适合作为计算机科学专业本科生和研究生的核心教材，也为希望夯实基础的软件工程师提供了权威参考。

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《System Software》这本书，给我带来的不只是知识的增益，更是一种对工程严谨性的深刻体会。作者在描述编译器的工作原理时，那种对每一个中间表示、每一个优化策略的细致考量，都让我赞叹不已。书中关于词法分析、语法分析、语义分析以及代码生成的讲解，逻辑严谨，条理清晰，即使是初次接触这些概念的读者，也能通过书中的引导，逐步建立起对编译器完整工作流程的认知。我特别喜欢作者在解释代码优化技术时，并没有简单地列举几种方法，而是深入分析了它们背后的原理，以及在不同场景下的适用性，并辅以具体的例子来说明。这让我明白，编写高效的编译器，需要深厚的理论功底和精湛的工程实践相结合。这本书让我深刻认识到，看似简单的“运行”背后，蕴藏着如此庞大而精密的工程设计。

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作为一名有多年开发经验的从业者，我在阅读《System Software》的过程中，惊喜地发现了不少能够刷新我认知的地方。书中对操作系统内核的讲解，尤其深入人心。不同于很多教材浅尝辄止的介绍，这本书对进程管理、内存管理、文件系统等核心组件的内部机制进行了细致入微的剖析，让我对Linux内核的实现有了更深层次的理解。特别是关于虚拟内存的章节，作者通过大量的图示和代码片段，清晰地展示了页表、TLB等关键数据结构如何协同工作，实现高效且安全的内存访问。这对于我理解和优化自己的应用程序性能，无疑具有极大的指导意义。另外，本书对并发和同步机制的探讨也相当精彩，锁、信号量、条件变量等概念的讲解，配合实例分析，使得那些曾经让我头疼的并发问题，突然间豁然开朗。它不是那种只会罗列API的书，而是真正能够让你理解“为什么”这样做，以及“这样做”的潜在影响。

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当我拿起《System Software》时，我并没有预设它会给我带来多大的惊喜，毕竟“系统软件”这个主题听起来就有些枯燥。然而，这本书以其出人意料的深度和广度，彻底改变了我的看法。书中关于程序设计的哲学和原则，远超我之前的想象。它不仅涵盖了编译、链接、加载等基础主题，还深入探讨了运行时环境、垃圾回收机制、以及一些高级的系统软件设计模式。作者的写作风格非常吸引人，他能够将复杂的概念分解成易于理解的部分，并通过精选的例子来阐述。我尤其欣赏书中对“效率”和“抽象”之间权衡的讨论，这让我对系统软件的设计有了更全面的认识。这本书让我意识到，系统软件的开发，是一门艺术，也是一门科学，它需要对计算机底层原理有深刻的理解，更需要对软件工程的全局观。

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这本书的出现，无疑填补了我学习路径上的一块重要空白。《System Software》不仅仅是关于“写代码”的指南，更是关于“理解代码如何运行”的百科全书。书中关于链接器和加载器的章节，对我来说简直是打开了一扇新世界的大门。我过去一直对可执行文件的生成过程模糊不清，不知道.o文件是如何组合成最终的程序的，也不知道程序是如何被加载到内存并启动执行的。这本书用详实的图文和准确的术语，一步步地拆解了这个复杂的过程，让我明白了符号表、重定位、段等概念的真正含义。读到动态链接部分时，我更是惊叹于其设计的精妙，以及它如何有效地减少了内存占用和提高了程序的灵活性。这本书的价值在于，它让你不再满足于“会用”，而是驱使你去“懂”。

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这本《System Software》的厚度足以让我在一个慵懒的周末午后，伴着窗外细雨，沉浸其中。封面设计简洁而富有科技感，深邃的蓝色背景上，银色的字体仿佛闪烁着代码的光芒。迫不及待地翻开第一页，就被作者严谨的逻辑和清晰的叙述所吸引。虽然我并非计算机科学的科班出身，但书中将那些看似晦涩难懂的底层概念，如编译原理、链接器、加载器等，通过生动形象的比喻和循序渐进的讲解，变得格外易于理解。我尤其欣赏作者在介绍汇编语言时，没有止步于枯燥的语法，而是深入剖析了汇编语言如何与硬件进行交互，以及在系统软件开发中的重要性。那些关于指令集、寄存器、内存地址的讲解，让我仿佛能亲手触摸到计算机的脉搏。本书不仅是一本技术书籍，更是一次思维的启蒙，它让我重新认识了我们每天使用的电脑背后，是多么精巧而复杂的系统在运转。读完其中几章，我感觉自己对“软件”这个词的理解，已经上升到了一个新的高度，不再是简单的应用程序，而是构成整个数字世界的基石。

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