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出版者:国防工业出版社

作者:高成 董长虹 姚德忠 余杰 谢华

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2002-4

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787118028072

丛书系列:

图书标签:

• JSP
• Servlet
• JavaWeb
• 动态网站
• Web开发
• 编程
• 技术
• 教程
• 入门
• 实战

好的，这是一份为一本名为《高级数据结构与算法设计：从理论到实践》的图书撰写的详细简介。这份简介旨在全面介绍该书的内容、深度和适用人群，完全不涉及JSP或动态网站建设的相关信息。 --- 图书简介：《高级数据结构与算法设计：从理论到实践》 核心定位与目标读者 《高级数据结构与算法设计：从理论到实践》是一部面向计算机科学专业学生、软件工程师、数据科学家以及对底层计算原理有深入兴趣的爱好者的权威性著作。本书的核心目标是超越基础数据结构（如数组、链表、基础树）的讲解，深入探讨那些在现代计算领域，尤其是在高性能计算、大规模数据处理和复杂系统设计中发挥关键作用的高级抽象和优化技术。 本书的叙事结构严谨，从坚实的数学基础出发，逐步构建起复杂算法的逻辑框架，最终落脚于如何在实际工程环境中高效、正确地实现这些理论模型。我们坚信，算法的优雅与效率是衡量软件质量的试金石，而本书正是提供理解和掌握这种优雅的路线图。 第一部分：基础巩固与理论深化 (约占全书 20%) 在深入探讨尖端结构之前，本书首先花费必要篇幅，对经典数据结构进行一次批判性的回顾与深化。这不是简单的知识复述，而是从复杂性理论（Complexity Theory）的角度重新审视它们。 渐进分析的严谨性：详细阐述大O、$Omega$、$Theta$ 符号的严格定义及其在不同计算模型下的局限性。引入摊还分析（Amortized Analysis），通过对动态数组和斐波那契堆的深入剖析，展示如何评估具有“平均”性能保障的算法。 图论基础的进阶：巩固最短路径（Dijkstra, Bellman-Ford, Floyd-Warshall）和最小生成树（Prim, Kruskal）的理论基础，重点剖析其在不同图密度下的时间复杂度权衡，并引入拓扑排序的高级应用，例如在依赖性解析中的应用。 第二部分：高级抽象数据结构 (约占全书 35%) 本部分是本书的基石之一，专注于那些能有效解决复杂查询和动态维护问题的抽象结构。 1. 空间划分与几何数据结构 针对处理高维空间数据和地理信息系统（GIS）的需求，本书详尽介绍了以下结构： K-D 树与四叉/八叉树：不仅讲解其构建与近邻搜索（Nearest Neighbor Search）的机制，更着重分析其在维度灾难（Curse of Dimensionality）面前的性能衰减，并对比其在低维与高维场景下的适用性。 R-Tree 家族：深入探讨 R-Tree、R-Tree 的设计理念，特别是其如何通过最小化边界框重叠来优化空间索引的查询效率。这部分内容对于数据库的空间索引模块设计至关重要。 2. 平衡搜索树的进阶形态 超越基础的 AVL 或红黑树，本书聚焦于那些在特定操作上具有更优性能的变种： B 树与 B+ 树：详细解析它们作为磁盘存取优化的核心原理，结合 I/O 操作成本模型，说明它们如何成为关系型数据库和文件系统的标准选择。对 B+ 树的范围查询优化进行深入推导。 跳表（Skip List）：作为一种概率性数据结构，本书通过严谨的概率论证明，展示跳表如何在保持 $O(log n)$ 期望时间复杂度的同时，提供比平衡二叉树更简洁的实现和更低的常数因子。 第三部分：高效算法设计范式 (约占全书 30%) 本部分转向算法设计的方法论，旨在教授读者如何系统性地解决复杂问题。 1. 动态规划的深度拓展 在介绍 DP 基础状态转移方程后，本书将重点讲解优化技术： 凸壳优化 (Convex Hull Trick)：介绍如何通过维护一组线性函数的下（或上）凸包，将原本 $O(N^2)$ 的 DP 转移优化到 $O(N log N)$ 甚至 $O(N)$，并给出在资源调度问题中的实际案例。 四边形不等式与 Knuth 优化：探讨何时可以应用这些高级性质来加速 DP 决策过程。 2. 贪心策略与匹配算法 最大流与最小割：从 Ford-Fulkerson 方法出发，深入分析 Edmonds-Karp 和 Dinic 算法的效率提升点，并结合 Max-Flow Min-Cut 定理解决实际的二分图匹配、任务分配等问题。 高级匹配：讲解通用图中的带权二分图匹配（匈牙利算法的扩展）以及非二分图中的最大匹配问题。 第四部分：并发与近似算法 (约占全书 15%) 最后一部分着眼于现代计算环境的挑战——并发性与NP难题。 无锁数据结构基础：初步探讨在多核处理器环境中，如何设计基本数据结构（如栈、队列）以减少或消除锁的竞争。简要介绍 CAS (Compare-And-Swap) 操作及其在实现无锁结构中的核心作用。 近似算法与启发式方法：对于如旅行商问题（TSP）这类无法在多项式时间内精确求解的问题，本书介绍近似比的概念，并详细讲解如 Christofides 算法等在保证解的质量前提下的求解策略。 技术特色与学习体验 本书的每一章节都严格遵循“理论阐述—数学证明—复杂度分析—伪代码描述—工程实现探讨”的结构。 工程实现侧重：书中提供的伪代码和概念实现均倾向于 C++ 语言的现代特性，重点关注内存布局、缓存局部性（Cache Locality）对算法实际运行时间的影响，而非仅仅停留在理论复杂度。 习题设计：每章末尾包含多层次的练习题，从基础概念验证到需要结合多重技术解决的开放式研究问题，旨在培养读者的算法建模能力。 通过《高级数据结构与算法设计：从理论到实践》，读者将获得一套系统化、深度融合的工具箱，能够自信地应对复杂的计算挑战，设计出性能卓越的软件系统。

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