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出版者:

作者:黄鸣

出品人:

页数:427

译者:

出版时间:2012-1

价格:55.00元

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isbn号码:9787121153877

丛书系列:

图书标签:

• asp.net
• ASP
• NET
• C#
• Web开发
• 后端开发
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• 编程技巧
• 实战案例
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• Web应用
• 开发指南

探秘数据结构与算法的奥秘：构建高效能软件的基石 图书名称：数据结构与算法：从理论到实践的深度解析 图书简介： 在当今软件工程领域，性能与效率已成为衡量应用质量的核心标准。本书《数据结构与算法：从理论到实践的深度解析》旨在为广大计算机科学专业人士、软件开发者以及对底层原理有深入探究需求的学习者，提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。我们深知，无论上层框架如何演进，驱动高效能系统的核心始终是数据组织方式和问题求解策略，即数据结构与算法。 本书并非对现有教材的简单复述，而是力求在概念的严谨性与工程实践的结合之间找到一个完美的平衡点。我们将从最基础的抽象数据类型（ADT）出发，逐步构建起一个扎实的理论基础，并紧密结合现代软件开发中面临的实际挑战，探讨每种结构和算法的适用场景、性能瓶颈及优化思路。 第一部分：基础构建——数据组织的基石 本部分着重于奠定坚实的数据结构基础，这对于理解复杂系统的运作至关重要。我们首先会详细剖析线性数据结构。 数组与动态数组（Vector/ArrayList）： 不仅仅是内存地址的连续存储，我们将深入探讨其背后的内存分配策略、缓存局部性（Cache Locality）对性能的巨大影响，以及动态扩容机制（如何时触发重新分配、移动元素的成本分析）。对于初学者常犯的越界错误，我们将通过源码级的视角解析其预防措施。 链表家族（Singly, Doubly, Circular Linked Lists）： 链表的精髓在于其灵活的指针操作。我们不仅会详细讲解插入、删除操作的时间复杂度，更会着重分析在并发环境下的潜在死锁风险，以及在某些特定场景（如内存碎片化较高时）链表优于数组的原因。特别地，对于跳跃链表（Skip List） 的引入，它作为一种概率性数据结构，如何能在保持$O(log n)$查找效率的同时，简化并发控制的复杂度，将是本节的亮点。 栈（Stack）与队列（Queue）： 这两种基础结构的应用远超乎想象。栈在递归的实现、表达式的求值与转换（如中缀转后缀）中扮演的角色，将被彻底剖析。队列则会引申至循环队列的优化，以及在操作系统中的任务调度和消息缓冲机制中的具体实现。 第二部分：高效搜索与排序——算法的核心竞争力 数据的价值在于被快速检索和有序排列。本部分将系统性地梳理和对比各类核心算法。 排序算法的深度解析： 我们不会止步于冒泡排序和选择排序这些教学示例。重点将放在快速排序（QuickSort） 的枢轴选择策略（如何避免最坏情况 $O(n^2)$）、归并排序（MergeSort） 在分布式计算中的天然优势，以及堆排序（HeapSort） 如何利用二叉堆结构实现原地高效排序。对于需要稳定排序的场景，基数排序（Radix Sort） 和计数排序（Counting Sort） 等非比较排序算法的适用条件和性能边界将被详尽阐述。 搜索算法与图论基础： 线性搜索和二分搜索（Binary Search）的优化版本，如插值查找和斐波那契查找，将被拿来对比分析其适用数据分布的特性。同时，我们将为后续的图结构学习打下基础，介绍广度优先搜索（BFS） 和深度优先搜索（DFS） 在遍历、连通性判断和拓扑排序中的应用。 第三部分：非线性结构的威力——组织复杂信息 处理复杂关系和多维数据时，非线性结构是不可或缺的工具。 树结构的应用与优化： 从最基础的二叉树入手，我们将深入剖析二叉搜索树（BST） 的性能瓶颈——退化问题。针对此，平衡二叉树（AVL Tree 和 Red-Black Tree） 的旋转和再平衡机制将以详细的图解和步骤展示，揭示其如何保证 $O(log n)$ 的操作时间。 B 树与 B+ 树： 这是数据库系统和文件系统的心脏。我们将详细解释它们如何通过“宽而浅”的结构，最大化磁盘 I/O 效率。B+ 树的内部节点与叶子节点的区别，以及范围查询的优化路径，是本章的重点关注内容。 堆（Heap）与优先队列（Priority Queue）： 堆不仅仅用于堆排序。我们将探讨二叉堆（最大堆/最小堆）的构建与维护，并将其应用于Dijkstra 算法（最短路径）和Prim 算法（最小生成树）等图算法中，展示优先队列在贪婪算法中的核心地位。 第四部分：图论——建模世界的艺术 图结构是描述实体间复杂关系的终极模型。本部分将完全侧重于图的表示方法（邻接矩阵、邻接表）及其带来的性能权衡，并聚焦于关键的图算法。 最短路径算法的精进： 除了前述结合了堆的 Dijkstra 算法，我们还会详尽讲解Bellman-Ford 算法，特别是它处理负权边的能力，以及如何利用它来检测负权环。对于所有节点对最短路径问题，Floyd-Warshall 算法的动态规划思想将被清晰阐述。 最小生成树的探索： 对比 Kruskal 算法（基于边、使用并查集）和 Prim 算法（基于顶点、使用优先队列）的实现细节和性能差异，以及它们在网络设计中的实际意义。 拓扑排序与关键路径分析： 拓扑排序在项目管理（如任务依赖链）中的应用，以及如何通过最长路径分析（相对于最短路径）来确定项目的关键路径。 第五部分：高级主题与性能调优 最后，本书将触及一些对现代系统性能至关重要的前沿和高级话题。 散列表（Hash Table）的终极优化： 散列函数的设计原则（如何保证均匀分布、减少冲突），以及链式法（Chaining） 与开放地址法（Open Addressing，如线性探测、二次探测、双重散列） 的优劣对比。我们会分析在极端负载下，开放地址法可能出现的聚集（Clustering） 问题及其解决方案。 并查集（Disjoint Set Union）： 这一看似简单的结构，在 Kruskal 算法和网络连接性问题中表现非凡。我们将深入分析路径压缩和按秩合并（Union by Rank/Size） 这两项优化技术，如何将平均时间复杂度降至几乎常数的 $alpha(n)$（阿克曼函数的反函数）。 算法复杂度分析与渐进表示法回顾： 再次强调大 O、大 $Omega$、大 $Theta$ 符号的精确使用，并引导读者建立对时间复杂度和空间复杂度的直觉，使其能够在设计之初就预判程序的性能边界。 本书特色： 代码实现详尽： 每种数据结构和算法的实现均使用一种主流的、工程化的语言进行编写，并提供完整的可运行示例。 性能分析精确： 重点分析在不同输入规模、不同数据分布下的时间与空间复杂度曲线。 案例驱动教学： 将理论知识嵌入到实际应用场景中，如缓存淘汰策略（LRU的实现）、路由表查找、文件索引等。 通过对这些核心概念的彻底掌握，读者将不再仅仅是框架的使用者，而能真正理解软件运行的深层机制，从而能够设计出更加健壮、高效和可维护的复杂软件系统。本书是通往高级软件架构师的必经之路。

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我看到了书中有一个关于“ASP.NET Core单元测试与集成测试最佳实践”的章节。在我看来，编写高质量的测试用例是保证软件质量的关键。ASP.NET Core提供了对单元测试和集成测试的良好支持。我希望书中能够详细讲解如何使用xUnit、NUnit等测试框架，针对ASP.NET Core应用编写有效的单元测试，例如测试Controller、Service等组件的逻辑。同时，我也非常期待书中能够深入探讨集成测试，例如如何使用ASP.NET Core的测试主机（TestHost）来模拟HTTP请求，测试Controller的行为，验证API的响应。我希望书中能提供关于如何组织测试项目、如何管理测试数据、以及如何实现测试驱动开发（TDD）的实际建议。

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我注意到书中有一部分内容是关于“SignalR实时通信技术详解”。在现代Web应用中，实时功能的实现越来越普遍，例如在线聊天、实时数据更新、协作编辑等。SignalR作为ASP.NET Core提供的实时通信解决方案，其重要性不言而喻。我期待书中能够深入讲解SignalR的工作原理，包括其底层的传输机制（如WebSockets、Server-Sent Events、Long Polling），以及如何利用SignalR构建功能完善的实时应用。我希望书中能提供一些实际的开发案例，例如如何构建一个简单的聊天室，或者如何实现股票行情实时推送。同时，我对于SignalR在分布式环境下的应用和扩展性也充满兴趣，希望书中能够探讨如何在高并发场景下保证SignalR的性能和稳定性。

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这本书的目录看上去非常吸引人，尤其是在“数据库访问优化”和“Web API安全防护”这两个章节，我看到了很多我一直在寻找但又觉得难以深入理解的知识点。作为一名有着几年ASP.NET开发经验的开发者，虽然日常工作中能够熟练运用各种控件和框架，但总觉得自己在性能调优和安全性方面存在短板。尤其是在处理高并发请求时，如何设计高效的数据库查询，如何防止SQL注入、XSS攻击等，这些都是让我夜不能寐的问题。这本书在这些方面的讲解，如果能做到像我预期的那样深入浅出，那么将是我职业生涯中的一个重要助推器。我非常期待书中能提供一些实用的代码示例，最好是能涵盖不同场景下的解决方案，比如，针对大数据量下的分页查询，或者是在API网关层面如何实现精细化的权限控制。当然，我也希望书中不仅仅是罗列技术点，更能解释清楚这些技术背后的原理，以及在实际项目中，应该如何权衡各种方案的优劣，做出最适合的决策。总而言之，这本书的出现，让我对进一步提升自身技术水平充满了信心。

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“ASP.NET Core中的领域驱动设计（DDD）应用”这一章节，可以说是给我带来了巨大的惊喜。DDD是一种高级的软件设计方法论，它强调以领域模型为核心，来构建复杂的业务系统。在ASP.NET Core中应用DDD，能够帮助我们构建出更具可维护性、可扩展性和领域价值的代码。我非常渴望在书中看到对DDD核心概念的清晰阐述，例如实体（Entity）、值对象（Value Object）、聚合根（Aggregate Root）、领域服务（Domain Service）、领域事件（Domain Event）等。同时，我更希望书中能够提供如何将这些DDD概念映射到ASP.NET Core的架构中，例如如何构建领域层、应用层、基础设施层，以及如何利用EF Core或其他ORM框架来实现持久化。我期待看到书中能够通过一个具体的、相对复杂的业务场景，来演示如何一步步地运用DDD思想来设计和实现ASP.NET Core应用。

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我特别关注书中关于“异步编程模型详解”和“微服务架构下的ASP.NET Core实践”这两个主题。当前，微服务架构已经成为业界主流，而ASP.NET Core作为微软最新的Web开发框架，在这一领域扮演着至关重要的角色。我一直在思考如何将已有的单体应用逐步迁移到微服务架构，以及在微服务之间进行高效的通信和数据同步。这本书如果能在这方面提供详实的指导，比如如何使用ASP.NET Core构建独立的微服务，如何利用消息队列（如RabbitMQ或Kafka）进行异步通信，以及如何实现服务注册与发现，那将是非常宝贵的资源。同时，异步编程在提升Web应用响应能力和资源利用率方面有着不可替代的作用。我希望书中能详细讲解 `async`/`await` 的工作原理，以及在ASP.NET Core中如何有效地应用它们，避免常见的陷阱，例如“异步阻塞”问题。我更希望看到的是，书中能够结合实际案例，演示如何在处理I/O密集型操作（如文件读写、网络请求）时，通过异步编程显著提升应用的吞吐量和用户体验。

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我被书中关于“ASP.NET Core身份认证与授权深度解析”和“云原生环境下ASP.NET Core应用部署”的章节深深吸引。身份认证和授权是Web应用安全的第一道防线，而ASP.NET Core在这方面提供了强大的支持。我迫切希望书中能够详细讲解ASP.NET Core Identity的工作原理，包括用户管理、角色管理、令牌认证（如JWT）以及OAuth 2.0、OpenID Connect等协议的应用。我希望能够了解到如何实现更复杂的授权场景，例如基于策略的授权，或者与第三方身份提供商（如Azure AD、Google Identity）集成。此外，随着云原生技术的兴起，将ASP.NET Core应用部署到云平台（如Docker、Kubernetes、Azure App Service）已经成为趋势。我希望书中能够提供关于如何构建Docker镜像、如何使用Kubernetes进行容器编排，以及如何配置CI/CD流水线来自动化部署ASP.NET Core应用的详细步骤和最佳实践。

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在浏览本书的章节标题时，“前端与后端集成最佳实践”和“性能监控与日志分析”这两个部分引起了我的高度兴趣。作为一名全栈开发者，我深知前端和后端之间顺畅的协作对于项目成功至关重要。书中如果能提供关于如何设计RESTful API、如何进行API版本管理，以及如何处理前后端跨域问题等方面的深入见解，那将对我非常有帮助。我尤其期待书中能够探讨如何利用Swagger/OpenAPI等工具来生成API文档，以及如何进行API的自动化测试，从而提高开发效率和代码质量。另一方面，性能监控和日志分析是保证应用稳定运行的关键。我希望书中能够介绍一些主流的性能监控工具（如Application Insights、Prometheus等），并讲解如何利用它们来收集、分析应用的性能指标，如请求延迟、错误率、CPU占用率等。同时，对于日志分析，我希望书中能够阐述如何设计合理的日志记录策略，如何进行集中化的日志管理，以及如何通过日志来快速定位和解决生产环境中的故障。

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本书中“ASP.NET Core依赖注入模式与实践”这一部分，对我来说是学习的重点。依赖注入（DI）是现代软件开发中一个非常重要的设计模式，它能够极大地提高代码的可测试性、可维护性和灵活性。ASP.NET Core内置了强大的依赖注入容器，我希望书中能够深入讲解这个容器的工作原理，包括其生命周期管理、作用域的定义以及各种注册方式。我期待书中能提供丰富的示例，演示如何在Controller、Service、Repository等不同层级中应用依赖注入，以及如何处理更复杂的DI场景，例如循环依赖、命名服务等。我也想知道书中是否会探讨一些第三方DI容器，例如Autofac、Ninject等，以及它们与内置容器相比的优缺点。

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“ASP.NET Core MVC与Razor Pages深度对比分析”这一章节引起了我的极大关注。虽然我平时在ASP.NET Core开发中，MVC和Razor Pages都接触过，但对于它们之间的核心差异、适用场景以及各自的优劣势，我总觉得还不够清晰。我希望书中能够从架构设计、开发模式、路由机制、数据绑定等方面，对MVC和Razor Pages进行全面的对比分析，帮助我更好地理解在不同的项目需求下，应该选择哪种技术。我期待书中能提供一些具体的代码示例，演示如何利用MVC构建复杂的Web应用，以及如何利用Razor Pages快速开发页面驱动的应用程序。更重要的是，我希望书中能够指导我如何在实际项目中，更有效地结合使用MVC和Razor Pages，以发挥各自的优势，提高开发效率和代码的可维护性。

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这本书的“WebForms到ASP.NET Core迁移策略”和“ORM框架深度比较与选择”这两个章节，对我来说具有极大的现实意义。我目前所在的团队仍然在维护一些老旧的WebForms项目，而公司正在积极推动向ASP.NET Core的转型。如果这本书能够提供一套系统性的迁移方案，从项目分析、数据迁移、UI重构到业务逻辑迁移等各个环节给出清晰的指导，那么将极大地减轻我们团队的负担。我希望看到书中能够讨论不同迁移策略的优劣，例如“渐进式迁移”和“完全重写”，以及在迁移过程中可能遇到的常见问题和解决方案。同时，ORM框架的选择对于数据访问层的性能和开发效率有着重要影响。我非常好奇书中将如何对比Entity Framework Core、Dapper等主流ORM框架，从性能、易用性、社区支持等多个维度进行分析，并为不同应用场景推荐最合适的ORM框架。

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