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出版者:高教专项

作者:教育部考试中心

出品人:

页数:154

译者:

出版时间:2004-4

价格:32.40元

装帧:平装

isbn号码:9787040152609

丛书系列:

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《数据结构与算法：C++实现与应用解析》 内容概要： 本书深度聚焦于计算机科学的核心基石——数据结构与算法，旨在为读者提供一套全面、系统且具有高度实践指导意义的学习资源。全书内容组织严谨，逻辑清晰，从基础概念的建立到复杂算法的剖析，再到实际工程中的应用，层层递进，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：基础与核心概念的奠基 (Fundamentals and Core Concepts) 本部分着重于为后续深入学习打下坚实的基础。我们首先回顾了程序设计中的基本思维模式，并引入了C++语言中用于构建数据结构的现代特性，如模板（Templates）、面向对象编程（OOP）在数据结构设计中的应用，以及内存管理的精要。 复杂度分析的艺术： 详细讲解了时间复杂度和空间复杂度的数学分析方法，如大O表示法、Ω表示法和Θ表示法。通过大量的实例，演示如何精确评估不同算法的效率，这是选择最优解决方案的关键前提。 线性数据结构的精讲： 涵盖了数组（Arrays）的底层实现与动态数组（如`std::vector`）的内存机制。重点深入剖析了链表（Linked Lists），包括单链表、双向链表和循环链表的构建与操作。特别强调了链表在插入、删除操作中相对于静态数组的优势与劣势的权衡。 栈与队列的抽象与实现： 阐述了栈（Stack）的“后进先出”（LIFO）和队列（Queue）的“先进先出”（FIFO）的抽象特性。书中提供了基于数组和链表的两种实现方式，并通过经典的“表达式求值”和“迷宫路径查找”等案例，展示了栈和队列在解决实际问题中的强大作用。 第二部分：非线性结构的精深探索 (In-Depth Exploration of Non-Linear Structures) 非线性结构是处理复杂关系和优化搜索效率的关键。本部分将引导读者进入树形结构和图论的广阔天地。 树结构：从基础到平衡： 详细介绍了树的基本术语和遍历方法（前序、中序、后序、层序）。重点解析了二叉搜索树（BST）的原理及其在数据检索中的应用。为解决BST在极端情况下效率退化的问题，本书投入了大量篇幅讲解了平衡树的概念，特别是AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转、着色与维护规则，这是高性能数据库和文件系统背后的核心技术。 堆结构与优先队列： 阐释了堆（Heap）作为一种特殊的完全二叉树，如何高效地维护最大/最小值。优先队列（Priority Queue）的实现完全基于堆结构，我们在应用中演示了它在Dijkstra算法和Huffman编码中的关键地位。 图论的全面覆盖： 图（Graphs）是建模现实世界复杂连接的最有力工具。本书从邻接矩阵和邻接表两种表示方法入手，详细比较了它们在空间占用和操作效率上的差异。图的遍历算法——深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）被细致剖析，并辅以实际应用场景。 最短路径与拓扑排序： 深入讲解了图论中的经典算法，如Dijkstra算法（处理非负权重的单源最短路径）、Floyd-Warshall算法（处理所有节点对的最短路径），以及拓扑排序（Topological Sort）在任务调度和依赖关系解析中的应用。 第三部分：高效算法的设计与分析 (Design and Analysis of Efficient Algorithms) 本部分是全书的精华，聚焦于解决问题的“思路”——即算法的设计范式。 分治法（Divide and Conquer）： 以快速排序（Quick Sort）和归并排序（Merge Sort）为例，展示如何通过将大问题分解为小问题来简化求解过程。对快速排序的枢轴选择策略进行了深入探讨，以避免最坏情况的发生。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 解释了贪心策略的适用条件和局限性。通过活动选择问题、最小生成树（Minimum Spanning Trees，包含Prim算法和Kruskal算法）的实例，展示了局部最优选择如何导向全局最优解。 动态规划（Dynamic Programming）： 这是本书篇幅最长且最关键的部分之一。我们系统性地介绍了动态规划的两个核心要素：最优子结构和重叠子问题。通过斐波那契数列、背包问题（0/1背包、完全背包）、最长公共子序列等经典案例，详细演示了自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down，带记忆化）的实现技巧，帮助读者掌握状态转移方程的建立方法。 搜索与回溯法： 讲解了如何使用回溯法（Backtracking）系统地搜索所有可能的解空间，常用于解决N皇后问题、数独求解等组合优化问题。 第四部分：散列表与外部存储 (Hash Tables and External Storage) 本部分关注于实现近乎常数时间复杂度的查找操作，并探讨数据结构在磁盘级别上的处理。 散列表（Hash Tables）： 详尽解释了散列函数的构造原则，包括除法、乘法和平方等方法。重点讨论了解决冲突的策略，如链式法（Separate Chaining）和开放定址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列），并分析了负载因子对性能的影响。 外部排序与B树/B+树： 针对大规模数据无法完全载入内存的情况，本书介绍了外部排序的基本思想。随后，深入剖析了B树和B+树的结构，它们是现代数据库系统和文件系统索引机制的基石，解释了它们如何通过最小化磁盘I/O次数来保证高效的查找、插入和删除操作。 本书特色： 1. C++的现代实践： 所有代码示例均采用C++11/14标准，大量使用标准库容器（如`std::list`, `std::map`, `std::unordered_map`）的同时，也要求读者亲手实现核心结构，以深化理解。 2. 算法的几何直觉： 对于复杂算法（如红黑树和动态规划），配有大量的图形化示意图，帮助读者建立直观的几何理解，而不是仅停留在公式层面。 3. 性能调优视角： 贯穿全书，始终强调“为什么选择这个结构/算法”，而非仅仅“如何实现”，从工程实践的角度指导读者做出最优决策。 本书面向所有渴望系统性掌握数据结构与算法，并希望将其应用于软件开发、系统设计或算法竞赛的计算机专业学生、工程师及自学者。它提供了从理论基础到尖端应用的完整知识图谱。

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这本书的配套资源服务，可以说是超出了我对传统教材的想象，简直是物超所值。我指的是它提供的线上支持系统。我记得有一次深夜，我在一个递归算法的细节上卡住了，正准备放弃时，尝试在书上提供的官方论坛上提问，没想到第二天一早，就有社区的资深用户和疑似是编写团队的成员给出了非常详尽的解答，并且附带了调试截图。这种高粘性的学习社群和及时的技术支持，是实体书本无法给予的巨大优势。此外，它还提供了一套与书本内容完全同步的在线测试系统，这个系统做得非常智能，不仅能批改对错，还能精准分析出我在哪个知识点上掌握得不够牢固，并推送相关的补充阅读材料。这就像是拥有了一个全天候待命的“私人助教”，时刻为我的学习查漏补缺，极大地提高了我的复习效率，让我不再是盲目地重复刷题，而是进行有针对性的强化训练。

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从整体的教学理念来看，这本书所秉持的“打牢基础，面向未来”的思路非常具有前瞻性。它并没有仅仅局限于应试所必需的那部分知识点，而是巧妙地将一些更广阔的计算机科学概念融入了讲解之中。比如，在介绍数据结构时，它会旁征博引地提及面向对象设计中继承和多态的底层实现原理，虽然这些内容可能不直接出现在考试大纲的显眼位置，但它极大地拓宽了读者的视野，培养了我们从更宏观的视角看待编程问题的能力。书中的语言风格也十分成熟稳重，没有过多的卖弄和华而不实的辞藻，一切都以清晰、准确地传达知识为核心，读起来让人感到非常踏实。它不是一本让你快速通过考试后就束之高阁的书，而是一本可以随着你的编程经验增长而不断被重新审视和挖掘出新意的工具书。我完全相信，即便是考完试很久之后，我依然会时不时地翻开它，去温习那些被精妙阐述的底层逻辑，这才是真正优秀教材的价值所在。

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作为一名自学成才的爱好者，我最怕的就是那种只有干巴巴的代码和理论的教材，读起来枯燥乏味，让人提不起精神。然而，这本书在案例选择上展现了非凡的匠心。它没有采用那些陈旧到掉牙的例子，而是融入了许多与现代编程环境和实际工程场景相贴近的小项目。比如，关于文件操作的那一章，它引导我们去实现一个简单的日志系统，详细讲解了异常处理和数据持久化的最佳实践。这种“做中学”的模式，极大地增强了学习的主动性和乐趣。每当完成一个小案例的编写和调试，那种成就感是看再多文字描述也无法替代的。而且，这些案例的难度梯度设置得非常科学，前期的案例用以巩固基础语法，中期的案例开始挑战逻辑构建能力，后期的案例则模拟了真实软件开发中需要面对的复杂环境。这种循序渐进、步步为营的引导方式，让我在不知不觉中，已经能够独立分析和解决一些初级编程问题了，这种实战能力的提升，远超我的预期。

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这本书的排版和设计简直让人眼前一亮，装帧精美，纸张质感也非常好，拿在手里很有分量，一看就是用心制作的教材。打开内页，字体大小适中，行距舒适，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是，它在章节结构上的布局非常清晰合理，从基础概念的引入到复杂算法的讲解，层层递进，逻辑性极强。我特别喜欢它在每个知识点后面都精心设置了“拓展阅读”和“常见误区”的版块，这不仅仅是知识的堆砌，更像是有一位经验丰富的老师在旁边耐心引导，提醒我们注意那些容易踩的“坑”。书中的配图和图示也做得极为用心，那些流程图和数据结构的示意图，用色和线条都恰到好处，将抽象的概念具象化了，让那些原本晦涩难懂的内容一下子变得生动起来，极大地提高了我的理解效率。比如在讲解指针操作的那一部分，作者通过一个生动的“内存房间”的比喻，瞬间打通了我对内存管理的认知障碍，这种教学方法的创新性值得点赞。总而言之，光是作为一本印刷精良、阅读体验极佳的专业书籍，它就已经超越了许多同类教材的水准，让人愿意沉下心去仔细研读。

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这本书在内容深度上的挖掘，绝对不是市面上那种蜻蜓点水、只求覆盖考点而缺乏实质内容的“应试宝典”可以比拟的。它对于C语言核心语法的讲解，简直达到了教科书级别的严谨性。例如，在讨论面向过程编程思想时，作者并未停留在简单的函数调用上，而是深入剖析了模块化设计的哲学意义和软件工程层面的考量，这对于立志成为专业程序员的读者来说，无疑是提供了更高的起点。我特别欣赏它对“效率”的关注，书中不仅展示了如何实现功能，更花费了大量篇幅对比不同实现方式的时间复杂度和空间复杂度，并给出了详细的数学推导过程。这种对底层原理的执着探索，让读者在学习过程中逐渐建立起一种追求卓越代码质量的职业素养。即便跳脱出考试本身，这些内容也足以构成一本扎实的计算机科学导论的补充读物。每一次翻阅，都会有新的感悟，感觉自己不仅仅是在应付考试，更是在进行一次系统的、深度的编程思维训练，这才是学习真正有价值的地方。

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