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出版者:

作者:刘建英 编

出品人:

页数:411

译者:

出版时间:2004-1

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787810618700

丛书系列:

图书标签:

• 审计
• 审计学
• 财务审计
• 内部控制
• 风险管理
• 会计
• 经济学
• 管理学
• 职业道德
• 公司治理

好的，以下是一本名为《高级数据结构与算法》的图书简介： --- 《高级数据结构与算法》：驾驭复杂计算的基石 导言：超越基础，直面现代计算的挑战 在信息爆炸的时代，数据以惊人的速度增长和演变。无论是金融建模、生物信息学分析、大规模网络路由，还是尖端的机器学习系统，其性能的瓶颈往往不在于硬件的运算速度，而在于我们如何高效地组织、存储和检索数据。本书《高级数据结构与算法》正是为此而生，它旨在为读者构建坚实的理论基础和实用的工程能力，使我们能够从容应对那些需要极致效率的复杂计算问题。 本书并非简单地重复大学本科课程中介绍的数组、链表或基本排序算法。相反，我们深入挖掘了那些支撑现代高性能计算系统的核心技术。我们假设读者已经掌握了基本的离散数学、复杂度分析（如大O表示法）以及常见数据结构的实现原理。在此基础上，本书将带领您进入一个更深、更具挑战性的算法世界。 第一部分：内存层级与高性能数据结构 现代计算机系统的性能受到“内存墙”问题的严重制约——CPU的速度远超主内存（DRAM）的访问速度，而磁盘（SSD/HDD）的访问速度则慢出几个数量级。高效的算法必须充分考虑数据在不同存储介质间的移动成本。 第1章：缓存感知算法（Cache-Aware Algorithms） 我们将从L1、L2、L3缓存的工作原理入手，探讨如何设计“空间局部性”和“时间局部性”俱佳的算法。内容涵盖： 缓存优化技术： 块状矩阵乘法、矩阵转置的优化策略。 缓存一致性模型： 了解多核环境下数据同步的复杂性。 第2章：外部存储与磁盘优化数据结构 当数据集无法完全载入内存时，我们需要依赖外部存储。本章聚焦于如何最小化磁盘I/O操作： B树及其变体（B+树）： 深入剖析B+树在数据库索引和文件系统中的核心作用，并对比其与二叉搜索树在磁盘访问次数上的优势。 LSM树（Log-Structured Merge-Tree）： 探讨现代NoSQL数据库（如Cassandra, RocksDB）如何利用LSM树实现高写入吞吐量，并分析其读取放大问题。 第3章：跳跃列表与概率数据结构 跳跃列表（Skip List）因其易于实现和接近平衡二叉树的性能，在并发编程和某些内存数据库中越来越受欢迎。 跳跃列表的严谨分析： 详细推导其平均查找、插入、删除的复杂度。 布隆过滤器（Bloom Filter）与Cuckoo Hashing： 探讨如何在牺牲极小概率的准确性的前提下，实现极速的成员查询和接近最优的负载因子哈希表。 第二部分：高级图论算法与网络流 图论是描述关系和网络结构最强大的工具。本书将超越Dijkstra和Floyd-Warshall，探索解决大规模、复杂网络问题的尖端方法。 第4章：最短路径与网络流的进阶 资源受限最短路径（RCSP）： 解决多目标或约束条件下的路径问题。 最大流与最小割的深度解析： 重点讲解Ford-Fulkerson方法、Edmonds-Karp算法，以及最快的Dinic算法的实现细节和性能分析。 匹配问题： 探讨二分图匹配、最大权重匹配（匈牙利算法的扩展）。 第5章：图的结构分解与可扩展性 处理数百万甚至数十亿节点的超大规模图需要特殊的分解技术： 连通分量与桥/割点： 使用Tarjan算法和Kosaraju算法进行高效识别。 图的划分与嵌入： 介绍谱聚类、高斯曲面划分（Metis）等技术，它们是构建分布式图计算框架（如Giraph, Pregel）的基础。 最小生成树的并行化： 探索如何利用现代多核架构加速MST的计算。 第三部分：动态规划与近似算法 面对NP-完全问题，精确解法往往计算成本过高。本部分介绍如何使用更智能的策略来获得足够好的解决方案。 第6章：高效的动态规划技术 不仅是背包问题，更要关注： DP状态的优化： 讲解如何通过“凸包技巧（Convex Hull Trick）”或“四边形不等式（Knuth Optimization）”将$O(N^3)$或$O(N^2)$的DP解法优化到线性或准线性时间。 数据流中的DP应用： 探讨有限自动机与DP的结合。 第7章：近似算法与随机化 当精确解不可行时，近似算法提供了保证性能上限的快速方案。 贪婪算法的局限与应用： 分析集合覆盖、旅行商问题（TSP）的近似算法。 随机化算法： 详细介绍Las Vegas算法（保证正确性，随机运行时间）和Monte Carlo算法（快速运行，可能犯错）。 线性规划松弛与割平面法： 介绍如何将整数规划问题松弛为线性规划，并利用割平面法迭代逼近最优解。 第四部分：高级排序、搜索与字符串处理 第8章：比较排序的理论极限与实际应用 Radix Sort与Counting Sort的深入分析： 探讨其在特定输入模型下的线性时间优势。 并行排序算法： 介绍Merge Sort和Quick Sort在GPU或多核CPU上的并行化策略。 第9章：高效的字符串匹配与结构 在文本处理、基因测序中，字符串算法至关重要。 Aho-Corasick算法： 构建多模式匹配的有限自动机，实现一次扫描匹配所有模式。 后缀树与后缀数组： 深入讲解构建Suffix Tree（Ukkonen算法）和Suffix Array的复杂性与应用，尤其是在查找最长公共子串等问题上的威力。 结语：从理论到实践的桥梁 本书的每一章都配有详细的复杂度分析，并通过C++（或Python）实现的代码示例来展示核心思想。我们强调的不仅仅是“什么算法有效”，更是“为什么它有效”以及“在何种真实场景下应选用它”。《高级数据结构与算法》是算法工程师、系统架构师、以及所有致力于在计算效率上追求卓越的专业人士的必备参考书。掌握这些工具，您将有能力设计和实现下一代高性能的计算系统。 ---

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