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出版者:科学出版社

作者:刘 伟

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:26.80

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030080271

丛书系列:

图书标签:

• 程序设计
• 程序员级
• 考试
• 辅导
• 编程
• 计算机
• 软件开发
• 算法
• 数据结构
• 面试

好的，这是一本名为《数据结构与算法实战精讲》的图书简介，它不包含《程序设计程序员级考试辅导书》中的任何内容。 --- 《数据结构与算法实战精讲》 告别理论的空中楼阁，直击工程实践的核心 在这个快速迭代的数字时代，软件的性能与效率已成为衡量其质量的关键指标。算法是程序的灵魂，数据结构是其骨架。《数据结构与算法实战精讲》并非一本传统的应试指南，它是一本面向一线开发人员、系统架构师以及计算机科学专业深度学习者的实战型工具书。本书旨在弥合学术理论与工业界实际应用之间的鸿沟，通过大量真实世界的案例和复杂的工程挑战，深入剖析数据结构与算法在现代计算环境中的优化策略和落地技巧。 本书的独特视角与价值 不同于侧重于基础概念复述和简单习题解析的教材，《实战精讲》将重点放在“如何将算法思想应用于解决实际问题”。我们摒弃了枯燥的数学证明，转而聚焦于算法在内存管理、并发处理、大规模数据存储和实时响应系统中的表现。 第一部分：现代数据结构的精细化管理 本部分深入探讨了那些在高性能计算中不可或缺的高级数据结构，并详细解析了其在特定场景下的选择依据和性能调优。 1. 内存层次结构的感知：缓存友好的数据结构设计 我们不只是讨论数组和链表，而是深入探究了跳跃表（Skip List）在内存访问局部性上的优势，以及如何设计B+树的变种以最大限度地减少磁盘I/O。 重点解析了TCMalloc等内存分配器如何利用自定义的数据结构（如内存池）来优化C++中的`new/delete`操作的性能瓶颈。 2. 图论在复杂网络中的应用与优化 超越基础的Dijkstra和Floyd-Warshall，本书详细介绍了大规模社交网络中的社区发现算法（如Louvain方法），以及如何利用近似最近邻搜索（ANN）技术，如LSH（局部敏感哈希）和HNSW（Hierarchical Navigable Small Worlds），来解决高维数据检索问题。 针对流媒体和分布式路由，我们构建了基于多目标优化的动态图模型。 3. 并发与分布式环境下的同步结构 讨论了传统锁机制的局限性，引入无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计哲学，包括CAS（Compare-and-Swap）操作在实现高效队列和栈中的应用。 对Raft/Paxos协议背后的数据一致性结构进行了深入解读，而非仅仅停留在概念层面。 第二部分：算法工程化：从复杂度到实际吞吐量 本部分专注于算法在实际工程环境下的实现细节、性能瓶颈分析以及编译器的优化效应。 1. 字符串处理的极致性能优化 全面覆盖正则表达式引擎的底层实现逻辑，特别是NFA/DFA转换在性能上的取舍。 详细讲解了Boyer-Moore和KMP算法在现代CPU流水线下的实际表现，并引入SIMD指令集如何加速字符串匹配。 对Trie树和Aho-Corasick算法在日志解析和入侵检测系统中的高性能部署进行了实战演练。 2. 排序算法的“场景选择论” 我们不推荐“最好的排序”，而是分析“最适合的排序”。针对内存受限的嵌入式系统，我们优化了外存排序（External Sorting）的合并策略；在处理超大数据集时，深入研究并行快速排序（Parallel Quicksort）的负载均衡问题。 基数排序（Radix Sort）在特定键值范围下的优化技巧被作为高性能哈希表的预处理步骤进行讲解。 3. 优化编译与运行时剖析 算法的效率不仅取决于逻辑，更取决于编译器如何看待它。本书深入探讨了循环展开、指令重排等编译优化手段如何影响递归算法和动态规划的实际运行时间。 通过性能分析工具（如Valgrind/perf），展示如何准确地定位算法实现中的缓存未命中和分支预测失误，并将理论复杂度转化为实际的纳秒级性能提升。 第三部分：机器学习与数据挖掘中的核心算法实现 本书的最后部分将焦点投向当前最热门的计算领域，展示经典算法如何为现代AI奠定基础。 1. 高效的线性代数运算结构 讨论了BLAS库如何利用数据结构优化矩阵乘法，以及稀疏矩阵的存储格式（如CSR/CSC）在存储效率和计算速度上的权衡。 解析了SVD（奇异值分解）在推荐系统中的应用及其并行化挑战。 2. 优化器算法的数值稳定性 深入剖析了Adam、RMSprop等优化器背后的核心思想，重点在于它们如何通过动量和自适应学习率来稳定梯度下降的路径。 讲解了量化算法（Quantization）在模型压缩中对数据结构带来的结构性变化。 面向读者 本书假定读者已经掌握了C++或Java等主流编程语言的基础语法，并对基本的栈、队列、树等概念有所了解。它更适合以下人群： 希望从“能跑”到“跑得快”的资深软件工程师。 需要设计高并发、低延迟系统的架构师和技术负责人。 对算法底层原理有强烈探究欲的计算机专业高年级学生和研究生。 《数据结构与算法实战精讲》旨在成为您工具箱中最锋利的那把瑞士军刀，助您在复杂的工程挑战中游刃有余。 ---

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