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出版者:高等教育

作者:崔巍

出品人:

页数:347

译者:

出版时间:2003-7

价格:28.40元

装帧:

isbn号码:9787040126624

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《数据结构与算法分析：C++语言描述》简介 本书概览 《数据结构与算法分析：C++语言描述》是一本面向计算机科学和工程领域本科高年级学生及研究生的权威教材，旨在系统、深入地探讨数据结构的设计、分析及其在实际计算问题中的应用。本书的核心目标是培养读者对算法效率的深刻理解，以及使用严谨的数学方法分析算法复杂度的能力。全书内容紧密围绕经典数据结构，并结合C++语言的特性进行实现和演示，使理论与实践紧密结合。 核心内容深度解析 第一部分：基础回顾与分析方法 本书伊始，首先对程序设计的基础概念进行了必要的复习，重点聚焦于面向对象编程（OOP）范式，特别是C++语言中的类、继承、多态性等特性，为后续数据结构的面向对象实现奠定基础。 随后，本书花费大量篇幅详细介绍了算法分析的理论框架。这不仅包括对时间复杂度和空间复杂度的基本定义，如大O记法（$O$）、大$Omega$记法（$Omega$）和紧致渐近记号（$Theta$）的精确阐释，还深入探讨了最坏情况、最好情况和平均情况分析的区别与联系。书中对递归关系式的求解进行了详尽的讲解，特别是引入了主定理（Master Theorem）这一强大的工具，用于快速分析分治算法的复杂度，这对于理解快速排序、合并排序等核心算法至关重要。此外，本书还介绍了概率分析在评估依赖于随机输入数据的算法性能方面的应用。 第二部分：线性结构与抽象 在扎实掌握分析方法后，本书转向核心数据结构的介绍。首先探讨的是线性表的抽象数据类型（ADT）及其两种主要实现方式：数组和链表。 数组实现： 分析了静态数组和动态数组（如C++中的`std::vector`底层机制）在插入、删除和访问操作上的性能差异。 链式实现： 详细区分了单向链表、双向链表和循环链表的结构、操作原理及其内存管理，强调了链表在动态大小调整方面的优势。 接着，本书深入讲解了栈（Stack）和队列（Queue）。栈被视为后进先出（LIFO）的结构，常用于表达式求值、函数调用栈模拟等场景。队列则遵循先进先出（FIFO）原则，是处理任务调度、缓冲区管理的核心工具。书中不仅展示了基于数组和链表的标准实现，还探讨了双端队列（Deque）的应用场景。 第三部分：非线性结构——树与图 本书的重点和难点在于树结构的论述。 树的基础： 阐述了树的遍历算法（前序、中序、后序、层序），并详细分析了其在文件系统、XML解析中的应用。 二叉树与二叉搜索树（BST）： 详尽描述了BST的构造、查找、插入和删除操作，并精确分析了在随机数据输入下的平均性能（$O(log n)$），以及在极端输入下可能退化为链表的劣势（$O(n)$）。 平衡搜索树： 为了克服BST的性能退化问题，本书系统地引入了AVL树和红黑树（Red-Black Trees）。对于红黑树，本书不仅描述了其五条核心性质，还通过大量图例和步骤分解了旋转（Rotations）和颜色调整的操作过程，确保读者能够完全掌握其自平衡机制，从而保证所有基本操作的最坏时间复杂度均为$O(log n)$。 堆结构（Heaps）： 特别关注二叉堆，讲解了其作为优先队列的实现原理。内容覆盖了构建堆（Heapify）、插入和删除最大/最小元素的操作过程及其效率分析。在此基础上，本书引出了堆排序（Heap Sort）算法的完整实现和复杂度证明。 B 树及其变体： 针对外部存储和大规模数据访问的需求，本书介绍了B树和B+树的结构，解释了它们如何通过增加分支因子来优化磁盘I/O操作，这在数据库索引设计中具有至关重要的指导意义。 图论部分是本书的另一大亮点。 图的表示： 详尽比较了邻接矩阵和邻接表两种主要的图存储方式，分析了它们在空间占用和边查询效率上的权衡。 图的遍历： 深入剖析了深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）算法，并展示了它们在拓扑排序、连通分量识别中的应用。 最短路径算法： 重点讲解了Dijkstra算法（非负权边）和Bellman-Ford算法（处理负权边和负权环检测）。对每种算法的优化，例如使用斐波那契堆（Fibonacci Heaps）对Dijkstra的性能提升，也有所涉及。 最小生成树（MST）： 完整阐述了Prim算法和Kruskal算法，并从贪心策略的角度论证了其正确性。 第四部分：高级主题与应用 最后，本书探讨了一些更具挑战性和应用价值的算法范式： 散列表（Hash Tables）： 详细解释了散列函数的设计原则（如除法、乘法、通用散列）以及冲突解决策略，包括链式法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，如线性探测、二次探测和双重散列）。书中对期望时间复杂度$O(1)$的实现条件进行了严格的数学论证。 排序算法的深度比较： 除了堆排序，本书还详细分析了快速排序（Quick Sort）的机制，包括枢轴的选择对性能的关键影响，并结合随机化策略来保证平均性能。同时，对归并排序（Merge Sort）的稳定性及其在外部排序中的作用进行了说明。 分摊分析（Amortized Analysis）： 这是一个高级分析技术，用于评估一系列操作的总成本，而非单个操作的成本。本书使用如银行家方法（Banker's Method）和势能法（Potential Method）来分析动态数组扩容和集合的复杂操作序列，展示了如何得出看似昂贵操作的平均成本实际很低的结论。 本书特色 本书的每一章都包含了大量的C++代码示例，这些代码不仅是概念的直观体现，也遵循了现代C++的最佳实践。每个算法的实现后，都紧跟着严格的数学证明和性能分析，确保读者不仅知道“如何做”，更明白“为什么这么做”以及“做得有多好”。附录部分提供了对数学预备知识的补充，以确保不同背景的学生都能顺利掌握核心内容。本书的结构逻辑清晰，难度层层递进，是构建坚实算法基础的理想读物。

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作为一名网络工程师，我一直在寻找一本能真正解释TCP/IP协议栈底层机制的书籍，而不是停留在应用层协议（如HTTP）表面的说明。幸运的是，《计算机网络：深入解析TCP/IP协议族》满足了我的期待。这本书的视角非常独特，它没有按传统的七层或五层模型机械地划分章节，而是以数据包从源主机到目的主机的“旅程”为主线，串联起物理层、数据链路层、网络层和传输层。作者对IP路由选择算法的讲解深入到LSA和BGP的基本工作原理，让我这个之前只了解静态路由的工程师，对整个互联网的骨架有了清晰的认识。关于TCP的部分，我尤其要点赞，它对拥塞控制算法的演进（如Tahoe、Reno、CUBIC）进行了详尽的对比分析，并且用大量的时序图模拟了慢启动、拥塞避免阶段的窗口变化过程，这对于排查网络丢包和延迟问题至关重要。书中还包含了不少捕获真实网络流量的Wireshark分析案例，这些实践性的内容，让理论知识立刻落地生根，读起来既严谨又实用，是所有想精通网络底层技术人员的必备参考书。

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这本关于“数据结构与算法”的书，简直是为我这种刚接触编程不久的新手量身定做的。它的讲解方式非常直观，不是那种冷冰冰的公式堆砌，而是通过大量的实例和生动的比喻，把那些抽象的概念比如链表、树、图，一下子拉到了我们面前，让你能真切地感受到它们在实际应用中的作用。尤其是关于排序和搜索算法的部分，作者用了好几个不同的角度去剖析快速排序和归并排序，对比了它们在不同场景下的性能表现，让我这个之前只知道冒泡排序的人大开眼界。书里还穿插了不少“算法小故事”，讲述了这些算法的起源和演变，读起来一点都不枯燥，反而像是听一位资深工程师在分享他的经验。我最欣赏的一点是，它没有止步于理论，而是紧密结合了C++的实现细节，每一章后面都有配套的练习题和代码片段，虽然有些实现起来颇具挑战性，但每当自己敲出正确的代码并观察到预期的运行结果时，那种成就感是无与伦比的。这本书的排版也很舒服，图文并茂，逻辑清晰，是我目前为止读过的最喜欢的一本算法入门教材，强烈推荐给所有希望打下坚实计算机基础的同学。

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我最近一直在研究图形学，朋友推荐了这本《实时渲染技术与GPU编程》。这本书简直是图形开发者们的“圣经”之一。它不是一本简单的OpenGL或DirectX API手册，而是深入讲解了光线如何与物体交互，以及如何欺骗人眼以达到逼真的视觉效果。书中对光照模型的讲解非常透彻，从最基础的漫反射、镜面反射，到复杂的次表面散射（SSS）和各向异性高光，都有详细的数学公式推导和效果对比图。我特别喜欢它对GPU并行计算的介绍，特别是CUDA和OpenCL在并行光线追踪中的应用。作者用一种非常平实的语言解释了复杂的线性代数概念在三维变换中的应用，比如四元数在处理旋转时的优势。虽然一些章节讨论到了最新的光线追踪硬件加速技术，内容更新速度很快，但它所奠定的基础理论——比如Z缓冲、阴影体、纹理映射的原理——是永恒的。读完这本书，我感觉自己对游戏引擎里的渲染管线不再是“黑箱”操作，而是真正理解了屏幕上每一个像素背后的计算逻辑，对提升我自己的渲染效果有了质的飞跃。

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我对这本《现代操作系统原理与实践》的评价，只能用“茅塞顿开”来形容。我之前在学校学的操作系统课程，总觉得内容分散，理论和实际操作之间总隔着一层纱。这本书则完美地架起了这座桥梁。它没有沉溺于对某个特定操作系统（比如Linux或Windows）的细枝末节，而是深入挖掘了多进程管理、内存虚拟化、文件系统设计这些核心概念背后的“为什么”。作者对并发控制部分的阐述尤其精彩，他把死锁的四个必要条件掰开了揉碎了讲，还提供了好几个教科书级别的经典案例来演示如何设计无锁数据结构。更让我惊喜的是，书中用了很大篇幅讨论了现代CPU缓存一致性协议（MESI协议）是如何影响操作系统调度的，这部分内容在其他教材里往往被一笔带过。书中的案例都是基于最新的x86-64架构进行的分析，这意味着我学到的知识是立刻可以应用到我日常的Linux开发工作中的。虽然有些章节涉及底层汇编和硬件寄存器操作，初读起来有些晦涩，但作者提供的学习路径非常友好，建议读者先理解概念再深入细节，避免了一开始就被技术细节淹没的挫败感。这是一本真正能让你理解机器如何“思考”的书。

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说实话，我对《编译原理——从理论到实践》这本书的预期并不高，因为这个领域通常被认为是非常枯燥且脱离实际的。然而，我错了。这本书彻底颠覆了我的看法。它以一种非常优雅的方式，将形式语言理论、自动机理论这些抽象的数学工具，与我们日常使用的编程语言的解析过程紧密地结合起来。作者从词法分析器的构建讲起，用正则表达式和有限自动机构建了一个清晰的图示系统，让我一下子明白了为什么某些语法错误会被编译器早早地捕捉到。进入语法分析阶段后，这本书并没有直接跳到LR分析器的复杂表格构建，而是先用手动的递归下降分析法来建立直观理解，然后再逐步引入LL(1)和LALR(1)方法，每一步都有充分的数学推导和清晰的推导图，这对于我这种对数学不那么敏感的读者来说至关重要。最妙的是，它在介绍中间代码生成时，没有仅仅停留在三地址码，而是花了好几章详细讲解了如何进行寄存器分配和指令选择，并且给出了一个完整的、可以运行的小型编译器的源代码示例。这本书的价值在于，它让你从“使用”语言，提升到了“设计和理解”语言的层次。

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