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出版者:冶金工业出版社

作者:林华聪

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:40

装帧:

isbn号码:9787502430887

丛书系列:

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• asf
• C
• C语言
• 程序设计
• 编程入门
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• 数据结构
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• 计算机科学
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《数据结构与算法解析》 内容简介： 本书旨在为计算机科学及相关领域的学习者和从业者提供一套全面、深入且富有实践指导意义的数据结构与算法学习资源。在信息技术飞速发展的今天，算法思维和高效的数据组织能力是构建任何复杂软件系统的基石。《数据结构与算法解析》正是致力于构建这座坚实基础的桥梁。 核心理念与结构： 本书摒弃了传统教材中过于抽象的理论堆砌，转而采用“问题驱动、实例支撑、原理剖析”的教学路径。全书共分为四个主要部分，层层递进，确保读者能够从宏观理解深入到微观实现。 第一部分：基础概念与线性结构（The Foundation and Linear Structures） 本部分首先为读者打下坚实的理论基础，详细阐述了算法分析的核心工具——渐进时间复杂度（大O、Ω、Θ表示法）及其在实际应用中的意义。我们重点剖析了如何准确评估算法的效率，而非仅仅依赖于代码运行时间。 随后，我们深入探讨了最基础也最关键的线性数据结构： 数组（Arrays）： 不仅覆盖静态数组，更细致地分析了动态数组（如C++中的`std::vector`或Java中的ArrayList）在内存分配、扩容机制和性能权衡上的内在机制。 链表（Linked Lists）： 全面覆盖单向链表、双向链表以及循环链表的实现细节，特别强调了指针操作的安全性和边界条件处理。同时，本书提供了一组关于链表在内存管理（如垃圾回收或手动释放）中的挑战与解决方案的案例研究。 栈（Stacks）与队列（Queues）： 不仅教授如何基于数组和链表实现它们，更侧重于它们在实际应用中的场景，例如函数调用栈的工作原理（递归的本质）、表达式求值（中缀转后缀）以及缓冲区管理（如操作系统中的任务调度）。 第二部分：非线性结构进阶（Advanced Non-Linear Structures） 非线性结构是处理复杂关系和实现高效查找的关键。本部分将重点放在树、图及其特有算法上。 树（Trees）： 从基础的二叉树遍历（前序、中序、后序）开始，本书详尽讲解了平衡二叉搜索树（AVL树和红黑树）。对于红黑树，我们不仅仅展示其旋转和颜色调整规则，更深入剖析了它们如何保证$O(log n)$的最坏情况查找时间。此外，堆（Heaps）作为优先队列的实现基础，其“插入”和“删除最大/最小元素”的堆化过程被配以大量图示进行细致解构。 散列表（Hash Tables）： 这是本书讲解最为详尽的结构之一。我们不仅讨论了哈希函数的设计原则（均匀性、抗碰撞性），更聚焦于冲突解决策略：开放定址法（线性探测、二次探测、双重哈希）和链地址法。通过对比不同策略的性能瓶颈，读者能掌握构建高并发、高吞吐量查找系统的关键技术。 图论基础（Graph Theory Fundamentals）： 图是现实世界复杂系统的抽象模型。本书系统介绍了图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并着重讲解了核心的遍历算法——深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。 第三部分：经典算法与设计范式（Classic Algorithms and Design Paradigms） 数据结构是骨架，算法是灵魂。本部分聚焦于算法设计的方法论，指导读者如何将结构与方法结合起来解决实际问题。 排序算法的深度解析： 我们不仅仅罗列了冒泡、选择、插入排序，而是将重点放在了$O(n log n)$级别的高效排序：归并排序（Merge Sort）的“分治法”思想、快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略与最坏情况规避，以及堆排序（Heap Sort）与堆结构的完美结合。 高级搜索与路径查找： 拓展现有的图遍历，本书详细介绍了解决最短路径问题的经典算法： Dijkstra算法： 及其在单源最短路径中的应用，并讨论了其对负权边的限制。 Floyd-Warshall算法： 阐述了动态规划在多源最短路径问题上的应用。 最小生成树（MST）： 深入剖析了Prim算法和Kruskal算法的贪心策略及其正确性证明。 算法设计范式： 本部分系统性地介绍了三种强大的设计范式： 贪心算法（Greedy Algorithms）： 通过构造性证明来确保局部最优解导向全局最优解。 分治法（Divide and Conquer）： 以递归结构强调问题分解的重要性。 动态规划（Dynamic Programming）： 重点在于识别重叠子问题和构建最优子结构，并详细讲解了记忆化搜索与自底向上的填充表的差异。 第四部分：高级主题与性能优化（Advanced Topics and Performance Tuning） 本部分面向有一定基础的读者，探讨了更专业化和前沿的算法领域。 字符串匹配算法： 详细讲解了KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，重点在于其“部分匹配表”的构建逻辑，如何避免不必要的回溯，以及Rabin-Karp算法中的滚动哈希技术。 NP完全性简介： 对于复杂问题的求解，本书提供了一个面向工程实践的概述，解释了P、NP、NP-Complete等概念，帮助读者判断一个问题是否可以通过多项式时间算法解决，从而决定是寻求近似解还是接受指数级复杂度。 并查集（Disjoint Set Union）： 讲解其在连通性判断中的高效性，特别是路径压缩和按秩合并这两大优化技术如何将几乎所有的操作时间复杂度降至近乎常数时间。 本书特色： 1. 代码实现与伪代码并重： 每种数据结构和算法都提供了清晰的伪代码框架，并辅以高质量的、易于移植的示例代码实现（使用现代编程语言的最佳实践），而非局限于单一或过时的语言环境。 2. 工程化思维训练： 强调选择正确数据结构的决策过程，而不是简单地“记住”结构。例如，何时使用B树/B+树（文件系统和数据库索引），何时使用Skip List（替代平衡树的简化方案）。 3. 复杂度与常数因子分析： 区别对待$O(n)$和$O(2n)$，引导读者关注算法在实际运行中的常数因子影响，这对于高性能计算至关重要。 《数据结构与算法解析》不仅是一本技术参考书，更是一本培养计算思维的训练手册。掌握本书内容，将使读者具备设计和实现高效、可扩展系统的核心能力。

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我发现这本书在对C语言标准库和编译器的交互机制的阐述上，有着独到的见解。很多其他书籍只是简单提及`malloc`和`free`的工作原理，但这本书深入到了底层内存分配器和操作系统交互的层面，让我们理解了为什么有时候内存泄漏会如此隐蔽，以及如何通过编译器的优化选项来提升程序性能。作者对编译过程的解析，特别是预处理、编译、汇编和链接这四个阶段，描述得层次分明，让那些曾经让我困惑的符号解析和地址重定位问题豁然开朗。这对于那些对系统级编程感兴趣的读者来说，无疑是一笔宝贵的财富。它不仅仅教授了语言本身，更揭示了程序是如何从源代码变成可执行文件的全过程，这种全景式的视角极大地拓宽了我的技术视野，让我对整个软件生态的理解提升到了一个新的高度。

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作为一名有着多年编程经验的工程师，我向来对那些只停留在语法层面的教材不屑一顾，但这本书却成功地吸引了我。它真正触及了C语言作为底层语言的精髓——那种对内存的直接操控感和对性能的极致追求。书中对指针、结构体和内存分配机制的探讨，深度远超我预期的大学教材，那种深入骨髓的剖析让人有茅塞顿开之感。它没有浪费笔墨在那些早就被高级语言封装掉的琐碎功能上，而是聚焦于如何用C语言的底层特性去构建健壮、高效的系统。尤其是在处理并发和底层数据结构优化那几章，作者展现出了惊人的洞察力，提供的范例代码逻辑严密，几乎没有冗余。阅读过程中，我感觉自己像是在和一位经验丰富的大师面对面交流，他不仅仅是教你“怎么做”，更在引导你思考“为什么这么做才是最好的”。这本书的价值在于它提供了一种构建软件的底层思维模式，而不是简单的工具箱。

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这本书的排版和装帧设计真是让人眼前一亮，纸张的质感非常棒，拿在手里沉甸甸的，一看就是用心制作的。书中的图文排版布局清晰，逻辑性很强，即便是初学者也能很快找到重点。我特别喜欢它在关键概念和代码示例的呈现方式上所做的努力，那些黑底白字的注释和代码块对比鲜明，阅读起来非常舒适，不会产生视觉疲劳。作者似乎很注重读者的阅读体验，不仅在内容上深入浅出，在视觉呈现上也下了不少功夫。比如，一些复杂的数据结构是如何一步步构建起来的，书中都会用精美的流程图来辅助说明，这对于理解抽象概念是极大的帮助。而且，很多地方的细节处理得非常到位，比如章节之间的过渡自然流畅，不会让人感到突兀。这本书的封面设计也很有品味，那种简约而不失深度的风格，让人一看就知道这不是一本随便编纂的教材，而是凝聚了作者多年心血的结晶。在众多技术书籍中，它的物理质感和设计美学绝对能脱颖而出，让人有爱不释手的感觉。

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说实话，我刚开始接触编程时，对C语言感到非常畏惧，觉得它晦涩难懂，充满了各种“陷阱”。但这本书完全颠覆了我的刻板印象。它的叙述方式异常温和且富有条理，仿佛有一位耐心十足的导师在身边引导。作者巧妙地将复杂的概念拆解成易于消化的小块，并且每一步都配有详实的解释和直观的类比。我尤其欣赏它在错误处理和调试技巧上的讲解，那些在实际开发中经常遇到的崩溃场景，在这里都被系统地分析了，并且给出了清晰的排查路径。这让我在学习编程的同时，也能快速建立起“健壮性”的意识。对于一个编程新手来说，这本书不仅是知识的来源，更是一份实用的“避坑指南”。它让我感受到了编程的乐趣，而不是单纯的挫败感，极大地增强了我继续深入学习的信心。

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这本书的案例选择非常贴合现代工程实践的需求，而不是使用那些陈旧、脱离实际的例子。它所展示的那些实际应用场景，无论是小型工具的开发，还是对系统性能瓶颈的分析，都具有极强的现实指导意义。我曾尝试用书中介绍的I/O复用模型去优化一个旧项目中的网络监听模块，效果立竿见影，延迟降低了近30%。这种理论与实践的无缝对接，是很多教科书难以企及的。更重要的是，它教会了我如何“思考”一个问题，而不是仅仅记住一个API调用。每一次练习，作者都鼓励读者去探索不同的实现路径，去权衡时间复杂度和空间复杂度的取舍。这种鼓励探索和批判性思维的教育方式，培养出的绝不仅仅是代码的编写者，而是真正的系统设计者。对于希望从“会写代码”跨越到“能设计系统”的读者来说，这本书是必读的。

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