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出版者:中国电力出版社

作者:

出品人:

页数:271

译者:

出版时间:2002-10

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787508311142

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 编程入门
• 计算机科学
• 教材
• 算法
• 数据结构
• 基础教程
• 经典教材
• 理工科

《数据结构与算法实战指南》 引言：构建高效软件的基石 在当今快速发展的计算领域，软件的性能和效率已成为衡量其价值的重要标准。无论我们面对的是海量数据的处理、复杂系统的优化，还是前沿人工智能算法的实现，底层数据组织和处理逻辑的优劣，始终是决定最终成败的关键。本书《数据结构与算法实战指南》并非一本停留在理论概念讲解的传统教材，而是一本专注于将抽象算法原理转化为具体、高效、可操作代码的实战手册。我们旨在为读者提供一套强大的工具箱，使他们能够清晰地理解如何在实际工程环境中，针对特定的性能瓶颈，选择并实现最合适的数据结构和算法。 本书的视角聚焦于“实践驱动学习”，假设读者已经具备了基础的编程能力（例如，熟悉某种主流编程语言的语法基础），从而能够将更多精力投入到算法设计思维和代码实现细节的磨砺上。 --- 第一部分：基础结构与性能评估 本部分将作为读者进入深入主题的理论和实践基础。我们不会仅仅罗列数据结构的定义，而是深入探讨其背后的设计哲学及其对程序时间复杂度和空间复杂度的直接影响。 第一章：算法复杂度分析的深度剖析 本章将系统地回顾并深入讲解时间复杂度和空间复杂度的概念，重点放在渐近分析（大O、Ω、Θ符号）的实际应用。我们将区分最好、最坏和平均情况下的性能差异，并通过大量的代码示例，展示如何通过微小的结构调整来避免算法性能的指数级退化。特别关注常数因子对实际运行时间的影响，这在资源受限的嵌入式系统或高频交易场景中至关重要。 第二章：数组与链表的终极对比 数组以其缓存局部性和高效的随机访问成为内存访问的优选，但其固定的长度和昂贵的中部插入/删除操作是其主要限制。本章将深入讨论动态数组（如向量）的底层内存重分配策略，包括何时以及如何触发拷贝操作，以及如何通过预分配策略优化性能。链表（单向、双向、循环）则被视为解决动态大小问题的优雅方案，我们将分析指针操作的开销，并探讨使用“节点池”技术来管理链表内存碎片化的实用技巧。 第三章：栈、队列与双端队列的并发应用 栈和队列是基础但应用极为广泛的抽象数据类型。本章侧重于它们在特定场景下的高效实现。对于栈，我们将探讨递归深度限制与迭代优化之间的权衡，并介绍如何用栈实现表达式求值和函数调用栈的模拟。对于队列，除了标准的FIFO应用，我们还将详细讲解环形缓冲区（Circular Buffer）的实现，这在网络数据包处理和实时流媒体缓冲中是性能关键的组件。 --- 第二部分：树形结构与层次化数据管理 树结构是组织层次化、关系型数据的核心工具。本部分的目标是掌握如何利用树的特性来实现快速搜索、范围查询和数据排序。 第四章：二叉搜索树的平衡艺术 标准的二叉搜索树（BST）在最坏情况下（数据有序插入）会退化为链表。本章将彻底剖析保持树平衡的两种核心策略：AVL树和红黑树（Red-Black Tree）。我们将详细推导旋转操作（单旋与双旋）的步骤，并深入研究红黑树的插入和删除操作如何通过颜色调整和旋转组合，保证对数时间复杂度的严格要求。理解红黑树，是理解许多标准库容器（如C++ STL中的`std::map`和`std::set`）内部工作原理的关键。 第五章：B树族与外部存储优化 当数据量超出主内存范围，必须依赖磁盘等慢速存储介质时，B树及其变体（如B+树）成为首选。本章将重点讲解B树的设计目标——最小化磁盘I/O次数。我们将分析节点扇出因子（Order）的选择如何直接影响树的高度，并对比B树与B+树在范围查询优化上的差异，这对数据库索引设计具有决定性意义。 第六章：堆结构与优先级的实现 堆（Heap）是实现高效优先级队列的基石。本章不仅讲解二叉堆的构建、插入和删除最大/最小元素操作，还会扩展到更通用的$k$叉堆，以及它们在实现Dijkstra最短路径算法和Prim最小生成树算法中的作用。同时，我们将讨论“不自觉的堆”——即如何利用数组索引快速计算父子节点，以避免额外的指针开销。 --- 第三部分：高级搜索、图论与复杂问题求解 本部分将挑战更复杂的结构，如图，并探讨高效解决调度、路由和匹配问题的算法策略。 第七章：散列表（哈希表）的高级技巧 哈希表以其接近$O(1)$的平均查找速度，成为最受欢迎的数据结构之一。本章深入探讨解决哈希冲突的多种策略：开放定址法（线性探测、二次探测、双重哈希）与链式法。我们还将详细分析一致性哈希（Consistent Hashing）的应用，这对于分布式系统中的缓存路由和负载均衡至关重要。此外，优质哈希函数的构造原则也将被讨论，以期在最坏情况下也能维持良好的性能。 第八章：图的遍历与连通性分析 图结构是建模网络关系（社交网络、地图、电路）的通用语言。本章系统地介绍两种核心遍历算法：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。我们将展示如何使用它们来检测图中的环路、判断图的连通分量，以及应用拓扑排序来解决依赖关系调度问题。 第九章：最短路径与最小生成树 本章是图算法的实践高潮。我们将对比和实现解决单源最短路径问题的Dijkstra算法和Bellman-Ford算法，特别关注Bellman-Ford算法处理负权边并检测负环的能力。对于无权图，BFS的效率优势将被强调。随后，我们将转向最小生成树（MST）的Kruskal算法和Prim算法，深入理解贪心策略在这些问题中的最优性证明。 第十章：动态规划：最优子结构与重叠子问题 动态规划（DP）是解决重叠子问题并避免指数级重复计算的强大范式。本章将通过经典的背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列和矩阵链乘法等案例，系统性地展示如何定义状态、找到状态转移方程，并使用自底向上的表格填充法或自顶向下的备忘录法来高效求解。 --- 结语：超越工具，掌握思维 《数据结构与算法实战指南》旨在帮助读者跨越“知道”和“会用”之间的鸿沟。本书中提供的每一个数据结构和算法，都配有清晰的伪代码和详细的性能分析，鼓励读者在自己的开发环境中实现和调试它们。掌握这些核心概念，将使您能够从容应对任何性能挑战，为构建健壮、高效的现代软件系统打下坚实的基础。

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我对编程书籍的审美要求挺高的，很多教材的叙事方式都很老派、陈旧，读起来让人昏昏欲睡。但这本《C语言程序设计》在风格上给我带来了耳目一新的感觉。它的语言风格非常现代和幽默，读起来就像是请了一位经验丰富但又非常健谈的导师在旁边给你讲解。作者在引导我们学习复杂的逻辑结构时，总是能用一些贴近生活的比喻来打破技术壁垒。比如，在解释复杂循环嵌套时，他用到了“俄罗斯套娃”的比喻，一下子就抓住了核心思想。更重要的是，书中对算法的介绍，并不是直接给出最终优化后的代码，而是展示了一个“蛮力”的解决方案，然后逐步引导读者思考如何用C语言的特性去优化它，这个过程充满了探索的乐趣。这本书在保持严谨性的同时，成功地营造了一种积极、鼓励探索的学习氛围，这对于保持阅读的持久动力至关重要。它让我体会到编程学习原来也可以是一件充满乐趣的事情，而不是一场艰苦的拉锯战。

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这本书的配套资源和整体设计理念，体现了作者对现代软件开发流程的深刻理解。虽然我主要是在实体书上阅读，但我注意到书中提到的很多练习题，都要求读者不仅仅是让程序运行成功，更强调了可读性、注释的规范性以及符合行业标准的命名习惯。作者在书中反复强调“好的代码即是好的文档”，并给出了非常明确的编码规范示例。这一点对于刚从学校步入职场，急需建立规范编程习惯的读者来说，简直是雪中送炭。此外，书中对工具链的使用介绍也颇为实用，比如如何有效地使用调试器（Debugger）来追踪程序执行流程，而不是仅仅依赖打印语句来排查Bug。这使得学习过程更加贴近真实软件工程的实践。它教会我们的不仅仅是C语言的知识点，更是一种严谨、规范、注重细节的软件工程思维方式。对于那些希望通过学习C语言为未来从事大型项目开发打下坚实基础的人来说，这种“软技能”的培养，比单纯的语法记忆要重要得多。

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这本《C语言程序设计》简直是为我这种初学者量身定做的！我之前对编程一窍不通，对着那些复杂的语法和抽象的概念简直头大。但是这本书的讲解方式特别清晰，每一个知识点都配有非常贴近实际的小例子，让你能立刻明白这个函数或者这个结构体到底有什么用。特别是它在讲解指针的部分，很多其他教材里一笔带过或者讲得晦涩难懂的地方，这本书用了非常形象的比喻，让我这个“指针恐惧症患者”终于找到了门道。书里的习题设计也很有层次感，从最基础的输入输出到中等难度的文件操作，循序渐进，做完一套下来，感觉自己的编程逻辑能力都得到了极大的提升。而且，作者似乎非常理解初学者的困惑，每当出现一个容易混淆的概念时，都会用“注意”或者“常见误区”这种小提示来提醒我们，简直是保姆级的教程。这本书的排版也很舒服，不会让人觉得密密麻麻的枯燥，拿到手里就忍不住想翻开来看下去。对于想扎实学好C语言基础，并希望未来能向更底层系统编程迈进的朋友来说，这本书绝对是值得信赖的“第一本砖头书”。

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说实话，我买这本书的初衷是希望找到一本能让我轻松入门的教材，但读下来，我发现它的深度远超我的预期，甚至可以说，它更像是一本系统性的计算机科学基础读物，而不仅仅是针对一门语言的介绍。它的理论基础部分搭建得异常牢固，尤其是在讲解数据结构与C语言的结合时，作者没有简单地将数据结构的代码实现搬过来，而是深入剖析了为什么在C语言环境下采用特定的链表或树的实现方式会比其他语言更具效率或挑战性。它巧妙地将计算机组成原理中的一些概念，比如栈帧的形成、函数调用的机制，与C语言的局部变量和递归调用紧密地联系起来。这种跨学科的整合视角，极大地拓宽了我对“程序”这个概念的理解。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习C语言的语法，更是在学习计算机是如何思考和执行指令的。对于那些渴望理解底层运行机制，不满足于“代码能跑就行”的求知欲强的读者，这本书提供的思维框架是无价的。

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作为一名已经工作了几年，但因为业务需要不得不重新拾起C语言进行嵌入式开发的工程师，我发现市面上大多数C语言教材都过于注重理论的完整性，却忽略了实际工程中那些“坑”。然而，这本书的实用性让我非常惊喜。它不仅仅停留在标准的ANSI C层面，而是对内存管理、效率优化、以及一些特定编译器的特性都有所涉及。比如，书中关于结构体对齐和位域（Bit Fields）的讨论，就非常深入且贴合硬件层面的需求，这在很多通用教材中是很少见的深度。书中对标准库函数的使用也强调了健壮性和错误处理，这对于编写生产环境的代码至关重要。我尤其欣赏作者在讲解高级主题时，能够穿插一些真实世界中的代码片段作为反面教材，让我们知道“为什么不能这么写”。这本书的内容密度很高，但组织得井井有条，目录结构清晰，需要回顾某个特定主题时，能够迅速定位。对于有一定基础，想把C语言水平提升到“能写出健壮、高效代码”的进阶读者而言，这本书无疑是一本极佳的参考手册和提升利器。

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