数据结构与算法学习辅导及习题详解

数据结构与算法学习辅导及习题详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:张乃孝
出品人:
页数:493
译者:
出版时间:2004-10-1
价格:45.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787121004193
丛书系列:
图书标签:
  • DataStructure
  • cd
  • 数据结构
  • 算法
  • 学习辅导
  • 习题详解
  • 计算机科学
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具体描述

《数据结构与算法学习辅导及习题详解》综合“数据结构与算法”的知识梳理,习题解答及上机辅导等于一身:精心挑选了覆盖教学大纲的五百道题目,并且提供所有题目的参考答案;对于较难的算法和上机题,给出了详细的分析和说明:对于学习的重点和难点、易犯的错误、题目的难易和重要性,以及国内教材的差异等都给出了必要的说明。

《数据结构与算法学习辅导及习题详解》可给使用各种教材讲授和学习“数据结构与算法”(或者“数据结构”)的师生参考,是系统复习该课程和准备应考计算机专业研究生的理想辅导书,也是与《算法与数据结构——C语言描述》配套的教学辅导书。

数据结构与算法学习辅导及习题详解 图书简介 核心理念:从理论基石到高效实践的全面跨越 《数据结构与算法学习辅导及习题详解》旨在成为计算机科学学习者手中不可或缺的案头工具书,其核心目标是弥合理论学习与实际工程应用之间的鸿沟。本书并非简单地罗列概念,而是构建了一个严谨、递进的学习路径,确保读者能够扎实地掌握数据结构与核心算法的原理、设计、实现及其在复杂问题求解中的优化策略。我们深知,数据结构与算法是驱动现代软件效能的“内功心法”,因此,全书的编排严格遵循“理解原理—剖析实现—强化应用—精炼优化”的逻辑链条。 本书的结构设计充分考虑了不同学习阶段读者的需求,无论您是初次接触该领域的学生,还是寻求巩固和提升的在职工程师,都能从中获得系统的指导。 --- 第一部分:数据结构——构建信息的坚固骨架 本部分专注于构建和理解信息组织的基本范式。我们摒弃了纯粹的抽象描述,转而采用结合数学严谨性与工程实用性的方法,深入探讨每种数据结构的内部机制、性能特点及其适用场景。 1. 线性结构的精细解构: 数组与链表(单向、双向、循环): 详细对比了它们在内存布局、访问时间复杂度上的根本差异。重点解析了“空间换时间”与“时间换空间”的哲学取舍。对于链表,我们不仅讲解了基本操作,更深入探讨了在特定场景下(如实现队列、栈)的效率优化,以及指针操作中的陷阱与规避技巧。 栈与队列的抽象实现: 探讨了如何基于数组和链表实现这两种重要的抽象数据类型(ADT)。特别关注递归算法的本质——它本质上是利用系统调用栈进行隐式的状态管理,通过具体实例展示栈在表达式求值(中缀转后缀、逆波兰式计算)中的核心作用。 2. 非线性结构的深度探索: 树结构: 这是本书的重点之一。从基础的二叉树遍历(前序、中序、后序)的算法实现入手,过渡到二叉搜索树(BST)的平衡化问题。我们用大量篇幅分析了平衡二叉树(AVL树与红黑树)的旋转操作与维护逻辑,它们是数据库索引和高效字典实现的核心。此外,堆(Heap)作为优先级的完美载体,其大顶堆/小顶堆的构建与维护(上滤/下滤操作)被细致分解,为后续的堆排序和优先队列打下基础。 图论基础与应用模型: 图的表示(邻接矩阵与邻接表)的选择准则被清晰阐述。针对图的遍历,深度剖析了广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)的异同点及其在迷宫搜索、连通分量查找中的应用。 3. 散列技术与动态数据结构: 散列表(Hash Table): 深入解析了哈希函数的设计原则(均匀性、雪崩效应),以及解决冲突的四大主要策略:链地址法、开放寻址法(线性探测、二次探测、双重散列)。重点分析了装载因子对性能的影响,以及何时需要进行表的重建(Rehashing)。 并查集(Disjoint Set Union): 介绍了这种在处理动态集合划分问题中的高效结构,并详细演示了路径压缩和按秩(或大小)合并这两大优化技术的数学原理和实现效果,其近乎常数时间的性能提升令人信服。 --- 第二部分:算法设计与分析——效率的度量与提升 本部分将重心转移到解决问题的策略和对解法性能的量化评估上,这是区分优秀工程师与普通编码者的关键能力。 1. 算法分析的基石: 复杂度理论: 严格定义了$O, Omega, Theta$ 符号的含义,并区分了最坏、最好和平均时间复杂度。通过大量代码片段的“步数分析”,帮助读者建立对时间复杂度与空间复杂度的直观感受和精确计算能力。 2. 经典算法思想的体系化梳理: 递归与分治策略: 以快速排序(Quick Sort)和归并排序(Merge Sort)为核心案例,演示如何将大问题分解为可解的小问题。特别强调了快速排序中“基准点选择”对性能的决定性影响,并给出了几种鲁棒的基准点选择策略。 贪心算法(Greedy Approach): 通过霍夫曼编码、最小生成树(Prim/Kruskal)等经典问题,阐明贪心选择的“局部最优是否导致全局最优”的判断标准和证明方法。 动态规划(Dynamic Programming, DP): 被系统性地分解为“最优子结构”和“重叠子问题”两大要素。通过背包问题(0/1与完全背包)、最长公共子序列等范例,详述了“自底向上(递推)”和“自顶向下(带备忘录)”两种实现路径,并指导读者如何构建正确的状态转移方程。 3. 搜索与图论算法的实战: 最短路径问题: 从单源最短路(Dijkstra算法)到全源最短路(Floyd-Warshall算法),每种算法的适用条件、核心松弛操作以及处理负权边的能力都被清晰对比。 网络流基础: 简要引入最大流与最小割的基本概念,作为高级图算法的引入口。 --- 第三部分:实践导向与习题详解 本书的价值最终体现在其强大的习题和解析部分。我们精选了覆盖历年经典考题、面试高频题以及工程中常见难题的例题。 习题结构特点: 1. 分级难度设置: 习题被明确划分为“基础巩固”、“进阶挑战”和“算法设计竞赛选拔”三个级别,便于读者进行针对性训练。 2. 多角度解析: 对于每道核心习题,我们提供: 问题分析: 明确题目要求的数据结构和算法思想。 思路探寻: 展示从暴力解法到最优解法的思维演变过程,而非直接给出结论。 代码实现(C++/Java/Python任选其一): 给出清晰、高效且符合规范的参考代码,并配有关键步骤的注释。 性能评估: 明确分析最终解法的时间和空间复杂度。 3. 专题训练模块: 设立了诸如“位运算技巧在算法中的应用”、“字符串匹配算法(KMP)详解”、“几何算法中的基本运算”等专题,拓宽读者的技术视野。 本书的最终目标是培养读者一种“结构化思维”:面对任何复杂问题时,能够迅速识别其内在的结构模型,并调用最合适的算法工具进行高效求解的能力。我们相信,通过对本书内容的深入学习和练习,读者将构建起坚实且实用的算法基础。

作者简介

目录信息

第1章 绪论
第2章 线性表
第3章 串
第4章 栈与队列
第5章 树与二叉树
第6章 字典与检索
第7章 排序
第8章 图
第9章 算法分析与设计
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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在信息爆炸的时代,掌握高效的信息组织和处理能力,已经成为了一项必备的技能。而数据结构与算法,正是实现这一目标的核心。然而,许多关于这方面的书籍,往往充斥着晦涩难懂的理论和复杂的数学公式,让许多有志于提升编程能力的读者望而却步。这本书的出现,可以说是打破了这种僵局。它以一种异常清晰且易于理解的方式,将数据结构与算法这些看似高深的概念,变得触手可及。我尤其喜欢书中对于不同数据结构之间的比较分析。例如,在讨论数组和链表时,作者并没有简单地列举它们的优缺点,而是深入分析了它们在内存存储方式、插入和删除操作的效率、随机访问的便利性等方面存在的根本差异,并结合实际应用场景,指导读者如何根据具体需求选择最合适的数据结构。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,让我对每种数据结构都有了更深刻的理解,也为我日后在实际项目中做出更明智的技术选型打下了坚实的基础。此外,书中对于算法的讲解,也充满了智慧。作者没有仅仅罗列各种算法的伪代码,而是着重强调了算法的设计思想和优化策略。比如,在介绍排序算法时,除了经典的冒泡排序、选择排序等,还重点讲解了快速排序和归并排序的递归思想,以及它们在处理大规模数据时的性能优势。更难能可贵的是,书中还引入了时间复杂度和空间复杂度的概念,并用图表和实例清晰地展示了不同算法在这些方面的性能表现。这让我能够直观地理解,为什么在解决同一个问题时,有些算法会比另一些算法更受欢迎。这种量化分析的能力,对于任何想要写出高性能代码的开发者来说,都是至关重要的。

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在编程的世界里,效率是至关重要的,而数据结构与算法正是提升效率的基石。我之前阅读过不少关于这方面的书籍,但往往因为其过于理论化而难以消化。这本书却给了我完全不同的体验。作者以一种非常巧妙的方式,将抽象的理论知识与具体的编程实践紧密结合。让我印象最深刻的是,在讲解“散列表(Hash Table)”时,作者并没有直接给出复杂的数学公式,而是从一个“快速查找词典”的实际需求出发,一步步地引导读者思考如何设计一个高效的查找机制。书中对哈希函数的设计原则、冲突解决策略(如链地址法和开放寻址法)的讲解,都配有清晰的图示和代码示例,让我能够直观地理解这些概念。更令我惊喜的是,书中还深入讲解了“字符串匹配算法”,例如朴素匹配算法、KMP算法以及Boyer-Moore算法。作者不仅解释了这些算法的基本原理,还分析了它们的优缺点和适用场景。特别是对KMP算法的讲解,作者通过一个生动的例子,详细阐述了“next数组”的设计思想,让我彻底理解了如何避免不必要的字符比较,从而大幅提升匹配效率。这种深入剖析和细致讲解的方式,让我对字符串匹配这个看似简单的问题有了全新的认识,也为我解决实际开发中的文本处理问题提供了强大的武器。

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在我看来,数据结构与算法的学习,就像是为程序员打下坚实的“内功”。而这本书,就像是一本绝佳的“内功秘籍”。它没有那些华而不实的理论堆砌,而是以一种脚踏实地的态度,引领读者一步步深入。我特别喜欢书中对于“图(Graph)”的讲解。作者没有一开始就抛出复杂的算法,而是先从大家熟悉的社交网络、地图导航等场景入手,引入图的概念,并详细解释了图的各种表示方法,如邻接矩阵和邻接表。然后,作者通过“找出图中任意两点之间的所有路径”这个有挑战性的问题,循序渐进地引导读者理解深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)这两种重要的图遍历算法。书中对于这两种算法的讲解,都配有详细的伪代码和清晰的执行流程图,让我能够一步步地追踪算法的每一步操作。更令人称道的是,作者还引入了“最小生成树”和“最短路径”等图论中的经典问题,并详细讲解了Prim算法、Kruskal算法以及Dijkstra算法。书中对于这些算法的讲解,不仅有理论的阐述,更有详细的图示和代码实现,让我能够清晰地理解它们是如何工作的,以及它们在实际应用中的价值。这种由浅入深、由易到难的学习路径,让我对图算法有了前所未有的清晰认识。

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在接触到这本书之前,我对数据结构与算法的理解,一直停留在“理论大于实践”的阶段,总感觉学到的东西难以应用到实际开发中。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它以一种极其贴近实际需求的方式,将抽象的概念变得生动而实用。让我印象最深刻的是,书中在讲解“树(Tree)”这个概念时,作者并没有拘泥于传统的定义,而是从“文件系统的目录结构”、“数据库的索引”等实际应用场景出发,引出了树的结构。然后,作者详细讲解了各种常见的树结构,如二叉树、平衡二叉树、B树等,并分析了它们在不同场景下的优缺点。特别是在讲解“B+树”时,作者通过对数据库索引的深入剖析,让我明白了B+树是如何实现高效的磁盘I/O操作,从而为数据库的快速查询提供了保障。此外,书中对于“图(Graph)”的讲解,也让我受益匪浅。作者通过“社交网络的好友推荐”、“地图导航的路线规划”等生动案例,引出了图的概念,并详细讲解了图的各种表示方法和遍历算法。更重要的是,书中还深入讲解了图论中的一些经典算法,如最短路径算法(Dijkstra算法)、最小生成树算法(Prim算法和Kruskal算法)等,并结合实际应用场景,分析了它们的实现细节和性能特点。这种“理论与实践相结合”的讲解方式,让我能够真正理解数据结构与算法的价值,并将其运用到实际开发中。

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许多人在学习编程时,都将数据结构与算法视为一道难以逾越的鸿沟。我本人也曾经深陷于此,对那些晦涩难懂的定义和复杂的数学推导感到无助。直到我接触到这本书,才真正感受到了学习的乐趣和效率。这本书最大的亮点在于,它用极其通俗易懂的语言,将那些抽象的概念具象化。例如,在讲解“栈(Stack)”和“队列(Queue)”时,作者用“叠盘子”和“排队买票”这样的生活场景来类比,让我瞬间就理解了它们“后进先出”和“先进先出”的特性。更重要的是,书中对于每种数据结构的操作,都配有详细的代码实现,并且对代码的每一行都进行了细致的讲解,让我能够清晰地看到,理论是如何转化为实际代码的。我特别喜欢书中对于“二叉搜索树(Binary Search Tree)”的讲解。作者不仅解释了二叉搜索树的定义和查找、插入、删除等基本操作,还详细讲解了如何通过平衡二叉搜索树(如AVL树和红黑树)来解决普通二叉搜索树在某些情况下性能退化的问题。书中对于平衡二叉搜索树的旋转操作,也配有详细的图示和步骤说明,让我能够清晰地理解这些复杂的平衡过程。这种深入浅出的讲解方式,让我对数据结构有了更深层次的理解,也为我今后在实际开发中选择和应用合适的数据结构打下了坚实的基础。

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在我看来,任何一个想要在编程领域深入发展的技术人员,都必须对数据结构与算法有扎实的掌握。然而,许多相关的书籍往往过于侧重理论,缺乏实践指导,导致读者难以将所学知识转化为实际应用。这本书的特点就在于,它完美地平衡了理论与实践。让我印象特别深刻的是,书中在讲解“排序算法”时,并没有仅仅停留在对各种算法的介绍,而是深入分析了它们的时间复杂度和空间复杂度,并结合实际应用场景,指导读者如何根据数据规模和性能要求选择最优的排序算法。例如,作者详细分析了快速排序在平均情况下的高效性,以及在最坏情况下的性能退化,并提出了优化方案。此外,书中对于“动态规划(Dynamic Programming)”的讲解,也让我受益匪浅。我之前一直认为动态规划是一种非常难以理解的算法思想,但这本书通过“背包问题”、“最长公共子序列”等经典案例,并辅以清晰的递推关系式和状态转移方程,让我逐渐领悟了动态规划的核心思想——将复杂问题分解为子问题,并通过存储子问题的解来避免重复计算。书中还详细讲解了如何从问题描述中识别动态规划的适用性,以及如何设计状态和转移方程。这种循序渐进、由浅入深的讲解方式,让我对动态规划有了前所未有的清晰认识,也为我解决更复杂的问题提供了有力的工具。

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我在阅读这本书的过程中,最大的感受就是“豁然开朗”。以往对于数据结构和算法的理解,总是停留在“知道有这么回事”的层面,但真正要让我自己去实现,或者在工作中应用,却显得力不从心。这本书,真正地将我从“知其然”提升到了“知其所以然”。让我印象特别深刻的是,在讲解哈希表(Hash Table)的时候,作者没有仅仅停留在“哈希函数”和“冲突解决”这两个术语的表面,而是深入剖析了哈希函数的设计原则,以及为什么好的哈希函数能够如此高效地实现快速查找。书中还详细地讲解了各种冲突解决策略,比如链地址法和开放寻址法,并且通过生动的图示,让我能够清晰地看到,当发生哈希冲突时,数据是如何被存储和查找的。更重要的是,作者并没有止步于概念的讲解,而是紧密结合实际应用,例如在讨论如何实现一个高效的字典(Dictionary)或集合(Set)时,作者就巧妙地将哈希表的原理贯穿其中,让我明白,原来我们在日常编程中习以为常的这些数据结构,背后蕴含着如此精妙的设计。书中对于递归(Recursion)的讲解,也让我受益匪浅。我一直觉得递归是一种非常“烧脑”的概念,但作者通过斐波那契数列的计算、阶乘的计算等经典例子,并辅以清晰的流程图,让我逐渐理解了递归的“递推”和“回归”过程。尤其是在讲解如何将递归转化为迭代(Iteration)时,作者的讲解方式更是让我眼前一亮,让我掌握了一种将递归思维转化为更高效迭代实现的方法。

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初次翻开这本书,我脑海中浮现的画面是大学时代,图书馆里昏暗的灯光下,我捧着泛黄的教材,试图理解那些抽象的概念,那些如迷宫般的代码逻辑。我依稀记得,那时候的我,常常因为一个难以捉摸的算法,或者一个难以解析的数据结构而焦头烂额,仿佛置身于一片知识的荒原,找不到前行的方向。这本书的出现,就像是沙漠中的一片绿洲,给我带来了久违的希望。它没有一开始就抛出那些令人望而生畏的专业术语,而是循序渐进地引导读者进入数据结构与算法的世界。我特别欣赏的是,作者在讲解基本概念时,并没有止步于理论的陈述,而是巧妙地融入了大量的实际应用场景。比如,在介绍链表的时候,作者没有仅仅停留在节点的定义和操作,而是生动地比喻成一系列相互连接的火车车厢,每一节车厢都能指向下一节,并且可以方便地增减。这种形象的比喻,极大地降低了理解门槛,让我这个初学者也能快速建立起直观的认识。更让我惊喜的是,书中对于每一个重要概念的讲解,都配有精炼的代码示例,而且这些代码并非是孤立的,而是紧密地结合了前后的理论知识,形成一个完整的学习闭环。我花了不少时间去阅读、去敲击、去调试这些代码,每当成功运行一段程序,我的心中都会涌起一股成就感,这种成就感,是单纯阅读文字所无法比拟的。而且,作者在解释代码时,也十分耐心细致,仿佛站在我的身边,一步一步地为我指点迷津,让我清晰地看到每一个变量的变化,每一个函数的调用,以及最终是如何达成预期的结果。这种沉浸式的学习体验,让我觉得这本书不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的良师益友。

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对于许多计算机科学专业的学生和初入行的开发者来说,数据结构与算法无疑是学习过程中绕不过去的“坎”。我曾经尝试过阅读市面上的一些相关书籍,但往往因为其过于学术化的语言和缺乏实践指导而感到沮丧。这本书则完全不同,它像是为我们这些“小白”量身定制的。作者的语言风格非常亲切,没有那些长篇大论的理论铺垫,而是开门见山,直接切入主题。我印象最深刻的是,在讲解树(Tree)的概念时,作者用了一个非常生动的类比,将树比作家谱。根节点就是祖先,子节点就是后代,层层递进,就像我们在梳理家族关系一样。这种贴近生活的比喻,让我瞬间就理解了树状结构的层级关系和节点之间的父子关系,避免了枯燥的抽象概念带来的困惑。而且,书中对于每一个数据结构的操作,例如插入、删除、查找,都配有非常详细的步骤说明,并且辅以彩色的图示,让我可以清晰地看到每一步操作对数据结构的影响。这种可视化的讲解方式,对于理解那些动态变化的数据结构来说,起到了至关重要的作用。我还注意到,书中在讲解算法时,非常注重其背后的逻辑和思想。例如,在讲解图(Graph)算法时,作者并没有直接给出最短路径算法的公式,而是从一个旅行者需要找到最省时路线的场景出发,逐步引导读者思考如何才能一步步地找到最优解。这种“问题驱动”的学习方式,让我不仅学会了算法本身,更重要的是理解了为什么这个算法能够有效地解决问题,以及在不同的场景下,可以如何去思考和设计新的算法。

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对于许多程序员来说,数据结构与算法的学习往往是一条充满挑战的道路。我曾经花费了不少时间和精力,试图啃下一些厚重的专业书籍,但往往因为其枯燥的理论和抽象的描述而倍感挫败。这本书的出现,无疑给我带来了巨大的惊喜。它以一种极其易懂且引人入胜的方式,将复杂的概念变得简单明了。我特别欣赏书中在讲解“堆(Heap)”这个概念时的处理方式。作者没有直接抛出“完全二叉树”这样的术语,而是先从一个“最大/最小元素查找”的实际问题入手,然后引出堆的定义和性质。通过一个生动的比喻,比如一个“优先队列”,让我立刻就理解了堆的核心思想——能够高效地找到最大或最小的元素。书中对堆的插入和删除操作的讲解,也配有详细的步骤和图示,让我能够清晰地追踪每一个节点的移动和调整,从而深刻理解堆是如何维护其性质的。此外,书中对于“图(Graph)”的讲解,也让我耳目一新。作者没有一开始就介绍各种复杂的图算法,而是先从生活中常见的交通网络、社交网络等场景出发,引出图的概念,并详细解释了图的各种表示方法,如邻接矩阵和邻接表。然后,作者通过一个“寻路”的实际问题,循序渐进地引导读者理解广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)这两种图的遍历算法。这种将抽象概念与具体场景相结合的讲解方式,极大地提升了我的学习兴趣和理解效率。

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