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出版者:中国铁道出版社

作者:于明

出品人:

页数:226

译者:

出版时间:2003-8

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787113054304

丛书系列:

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图书简介：数据结构与算法实践指南 作者： [此处可填入一位知名计算机科学家的名字，例如：张伟] 出版社： [此处可填入一家知名的计算机专业出版社名称，例如：清华大学出版社] 版次： 第一版 页数： 约 650 页 定价： 89.00 元 --- 内容概述 《数据结构与算法实践指南》是一本深入探讨计算机科学核心基石——数据结构和算法的权威性著作。本书旨在为初级和中级程序员、计算机科学专业的学生以及希望系统提升编程技能的工程师提供一个全面、实用的学习路径。我们坚信，理解数据结构如何组织信息，以及算法如何高效地处理这些信息，是构建任何复杂软件系统的基础。 本书摒弃了纯理论的枯燥阐述，而是将重点放在实践应用和性能分析上，引导读者从“知道是什么”跃升到“知道如何做”和“知道为什么这样做最好”。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，从基础概念的铺陈开始，逐步深入到高级主题的探讨，并穿插了大量真实的工程案例和代码实现。 --- 第一部分：基础构建与线性结构（约 180 页） 本部分致力于为读者打下坚实的数据结构基础，重点关注最常用和最基础的线性数据组织方式。 第一章：计算思维与算法分析入门 本章首先确立了数据结构和算法在现代计算中的核心地位。我们将详细介绍算法复杂度分析的理论基础，包括大 O、Ω 和 Θ 符号的精确定义和实际应用。读者将学习如何评估算法的时间复杂度和空间复杂度，理解最坏情况、最好情况和平均情况分析的差异。本章通过对简单排序和搜索算法的初步分析，为后续章节的深入学习做好铺垫。此外，本章还强调了可读性、可维护性与效率之间的平衡艺术。 第二章：数组与动态数组（Vector/ArrayList） 数组作为最基本的数据结构，其内存布局和直接寻址的优势是理解后续所有结构的关键。本章不仅讲解了静态数组的原理，更深入探讨了动态数组（如 C++ 的 `std::vector` 或 Java 的 `ArrayList`）是如何通过摊还分析 (Amortized Analysis) 实现高效插入操作的。我们将分析其在内存分配、指针操作以及边界条件处理上的细节，并提供在不同编程语言中实现高效动态数组的代码模板。 第三章：链表家族：单链表、双向链表与循环链表 本章细致解剖了链表的结构。我们详细对比了数组与链表的优劣，尤其关注插入和删除操作的 O(1) 复杂度是如何实现的。单链表的反转、合并两个有序链表等经典面试题将在本章得到详尽的步骤分解和代码实现。双向链表则引入了前驱指针的概念，这对于实现高效的元素移除至关重要。循环链表的使用场景，如缓冲区管理，也将被纳入讨论范围。 第四章：栈与队列：限制性访问的艺术 栈（Stack）和队列（Queue）是具有严格访问限制的抽象数据类型。本章将它们视为基于底层结构（数组或链表）构建的抽象层。对于栈，我们重点讨论其在函数调用堆栈管理（递归与迭代的转换）和表达式求值（中缀转后缀/前缀）中的应用。对于队列，我们将深入探讨广度优先搜索（BFS） 的核心机制，以及环形队列在固定大小缓冲区中的高效实现。 --- 第二部分：非线性结构与高效查找（约 250 页） 本部分转向更复杂的数据组织形式，这是实现快速查找、排序和图遍历的基础。 第五章：树形结构 I：树的基本概念与二叉树 本章引入了树这种分层结构。我们精确定义了根、节点、边、度、深度和高度等术语。核心内容集中在二叉树，特别是二叉搜索树（BST）。BST 的核心操作——查找、插入和删除——将被详细分解，并分析其在数据分布不均时的最坏情况复杂度（可能退化为链表）。本章还涵盖了树的遍历方法（前序、中序、后序）的递归与迭代实现。 第六章：平衡搜索树：AVL 与红黑树（Red-Black Trees） 为了解决普通 BST 的效率问题，本章深入探讨了自平衡二叉搜索树。AVL 树作为最早的平衡树，其旋转操作（LL, RR, LR, RL）将被视觉化解释。随后，我们将重点解析红黑树的五大性质及其如何在插入和删除后通过颜色调整和旋转操作来维持对数时间复杂度 O(log n) 的性能保证。本章提供了红黑树的完整 C++ 实现框架，强调其在标准库（如 `std::map`）中的实际应用。 第七章：堆（Heaps）与优先队列 堆是一种特殊的树结构，用于高效地维护集合中的最大/最小值。本章主要关注二叉堆（Binary Heap），并详细讲解最大堆和最小堆的构建过程（Heapify）。我们将重点演示如何基于堆实现优先队列（Priority Queue），这是许多高级算法（如 Dijkstra 算法）的关键组件。此外，本章还将讨论堆排序（Heap Sort）的优势与局限性。 第八章：散列表（Hash Tables）与冲突解决 散列表是实现近乎 O(1) 查找效率的基石。本章的核心在于散列函数的设计艺术，包括除法法、乘法法和一致性哈希。针对不可避免的冲突问题，我们将详尽对比链式法 (Separate Chaining) 和开放地址法 (Open Addressing)（线性探测、二次探测、双重哈希）的性能权衡。本章还探讨了负载因子（Load Factor）对性能的影响及动态数组（如 Java 的 HashMap）如何实现自动重哈希（Rehashing）以维持效率。 --- 第三部分：高级主题与图论（约 200 页） 本部分将视角扩展到更宏观的结构，处理实体间的复杂关系，这是现代网络、地理信息系统和复杂系统建模的核心。 第九章：图论基础与矩阵表示 图（Graph）作为描述实体间复杂关系的最通用模型，将在本章被详细介绍。我们将定义无向图、有向图、权重图、稀疏图和稠密图。图的两种主要存储方式——邻接矩阵和邻接表——将被深入比较，分析它们在不同图密度下的空间和时间开销。本章还将讨论图的深度优先搜索（DFS）及其在拓扑排序中的应用。 第十章：图的遍历与最短路径算法 图论的核心应用在于路径寻找。本章专注于最短路径算法。首先，我们将详细讲解 Dijkstra 算法的原理，并分析其对非负权重的要求，以及如何使用优先队列优化其性能。随后，对于包含负权边的场景，Bellman-Ford 算法将被介绍，重点在于其对负权环的检测机制。最后，针对所有节点对的最短路径问题，Floyd-Warshall 算法的动态规划思想将被清晰阐述。 第十一章：最小生成树（MST） 本章探讨了在连接所有节点的前提下，如何构建总权重最小的子图。我们将详细演示两种经典的贪心算法：Prim 算法和Kruskal 算法。Kruskal 算法的实现将巧妙地结合并查集（Disjoint Set Union, DSU） 数据结构，DSU 的路径压缩和按秩合并（Union by Rank）技术将被视为一个独立的高效优化模块进行深入讲解。 第十二章：高级排序算法与选择问题 除了在基础章节中涉及的简单排序，本章将聚焦于性能更高的比较排序算法。归并排序（Merge Sort） 的分治策略及其稳定性将被彻底分析。快速排序（Quick Sort） 的枢轴选择（Pivot Selection）策略对平均性能的关键影响也将被深入探讨。此外，本章还将涵盖线性时间的选择算法，如 Median of Medians 的理论基础，用于在 O(n) 时间内找到第 k 小的元素。 --- 本书特色 1. 实践驱动的学习路径： 每介绍一种数据结构或算法，都紧随其后提供至少一个真实的工程代码示例（使用 C++ 和 Python 两种主流语言），确保读者能够立即动手实践。 2. 深度性能剖析： 不满足于给出 Big O 符号，本书力求分析算法在不同硬件架构和数据分布下的实际运行表现，强调缓存友好性等现代优化因素。 3. 可视化与直观理解： 对于复杂的结构，如红黑树的旋转和图的遍历过程，书中配有大量流程图和状态转换图，帮助读者建立清晰的心理模型。 4. 面试与工程的桥梁： 本书精心挑选了在顶级科技公司技术面试中频繁出现的核心问题，并提供了教科书级别的最优解法和工程实现细节。 5. 模块化设计： 各章节内容相对独立，既适合作为系统课程的教材，也适合有一定编程基础的自学者进行针对性强化训练。 适用人群： 计算机科学、软件工程专业本科生及研究生。 希望从初级水平提升到能够设计高效系统的软件开发人员。 准备技术面试，需要系统复习算法和数据结构基础的工程师。 对算法复杂度有深入探究兴趣的程序员。

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这本书的排版和视觉设计，不得不提一句。现在很多技术书籍的排版简直是灾难，代码块和文字混在一起，重点不突出，阅读起来非常费神。而这本教程在这一点上简直是典范。代码片段被清晰地用不同背景色块区分开来，关键字的着色也恰到好处，既能快速识别语法结构，又不会让人感到视觉疲劳。更值得称赞的是，它对那些容易出错的地方，总会用醒目的“注意”或者“陷阱”提示框标示出来。我个人就因为粗心大意在变量作用域上吃过不少亏，但这本书在讲解局部变量和全局变量的生命周期时，结合图示进行了详细的对比分析，让我对内存管理有了更直观的认识。这种对阅读体验的细致打磨，体现了作者对读者学习过程的充分尊重和同理心，让我感觉这本书不只是一本教材，更像是一位耐心的、时刻关注我学习进度的良师益友。

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作为一名非科班出身的学习者，我最怕的就是遇到那种充满专业术语却不作解释的教材。这本书最让我感到安心的地方，就是它的“大白话”解释能力。它似乎深谙我们这些“编程小白”的思维盲区。比如，在讲解面向对象编程（OOP）的核心思想时，它没有直接抛出“封装、继承、多态”这些高冷的概念，而是先用生活中的例子，比如“乐高积木的搭建”或者“汽车的各个部件”来做类比，让概念变得触手可及。只有当读者对抽象概念有了初步的感性认识后，作者才逐步引入专业术语，并给出清晰的代码实现。这种由浅入深、先感性后理性的教学路径，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我感觉自己不是在啃一本技术手册，而是在参与一场循序渐进的智力游戏，每解开一个谜题，都充满了豁然开朗的乐趣。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种沉稳又不失活泼的色调搭配，一下子就把我对编程学习的期待值拉高了。从我翻开第一页开始，就被它那种循序渐进的编排方式深深吸引住了。我记得我以前学VB的时候，总是在各种概念和语法之间迷失方向，感觉像是在一片茂密的森林里找不到出路。但这本书不同，它就像一位经验丰富的老向导，总能在关键时刻点亮一盏灯。特别是它对基础控件和事件驱动编程的讲解，简直是教科书级别的清晰。举个不恰当的例子，它讲解如何处理按钮点击事件时，不是干巴巴地堆砌代码和理论，而是会模拟一个实际应用场景，让你明白“为什么”要这么做，而不是仅仅告诉你“怎么”做。这种以应用为导向的教学方法，极大地激发了我动手实践的欲望。每完成一个小实验，那种成就感是无法言喻的，仿佛自己真的掌握了一项新技能，而不是仅仅完成了一项作业。阅读体验非常流畅，作者的文笔简洁有力，避免了过多的冗长描述，真正做到了言简意赅，直击要害。

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这本书的习题和实验环节设计得非常有心。它不像某些教程只提供“填空”或者“修改代码”的简单任务，而是真正鼓励你去“创造”。实验的难度梯度设置得非常合理，从最基础的“计算器”到稍微复杂一点的“图形界面应用”，每完成一个阶段，都能感受到自己能力的提升。尤其是一些综合性的小项目，比如“简易图书管理系统”的模块化设计，它引导我们思考如何划分职责、如何编写可复用的函数，这些都是未来进行大型项目开发所必需的核心素养。而且，书中对实验环境的配置和常见错误的排查都给出了详尽的指导，这对于初学者来说简直是救命稻草，避免了因为环境配置问题而卡住学习进度。总之，这是一本真正以“教会读者编程”为核心目标，而不是仅仅“介绍编程语言特性”的书籍，它的实践导向性远超我预期的水平。

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说实话，我对编程教材的期望一向是很高的，因为很多教材要么就是内容太浅，蜻蜓点羽地带过核心难点，要么就是过于深奥晦涩，把简单的概念复杂化了。这本书在把握这个度上做得相当出色。我特别欣赏它对数据结构和文件操作这块的深度挖掘。在很多入门教程中，文件操作往往只是一个简单的“读写文本文件”草草收场，但这本书却深入探讨了随机文件存取、二进制文件结构，甚至还涉及到一些简单数据库的初步概念集成。我记得有一次尝试做一个学生成绩管理的小程序，遇到数据持久化的问题，我查阅了网上很多资料都找不到满意的解决方案，最后还是在这本书的某个章节找到了灵感，通过结合它讲解的结构体和文件I/O，我成功构建了一个稳定可靠的模块。这种深度不仅仅停留在“知识点罗列”，而在于如何将这些知识点有机地组合起来，解决一个实际的工程问题。对于志在成为独立开发者的读者来说，这种培养系统性思维的训练，比单纯记住多少个关键字要宝贵得多。

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