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出版者:北京科海电子出版社

作者:命题研究中心 无忧网校

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-1

价格:15.00元

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isbn号码:9787900420329

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深入解析数据结构与算法的基石：一本面向实践的编程思想导览 书名： 《算法之道：从零构建高效能程序的核心逻辑》 内容简介： 本书并非针对特定考试的应试秘籍，而是致力于构建读者坚实的计算机科学基础，特别是数据结构与算法这两个核心支柱。我们深信，真正的编程能力并非来源于对模板的死记硬背，而是对问题本质的深刻理解和对最优解法的敏锐洞察。 全书围绕“效率”与“抽象”两大主题展开，旨在帮助读者跨越初级编程的门槛，迈向能够独立设计和优化复杂系统的阶段。我们以清晰的逻辑和大量的实战案例，逐步揭示隐藏在各种流行技术背后的数学原理和计算思维。 第一部分：基础奠基——数据的组织与存取 本部分聚焦于数据结构的基础构建块，强调理解不同组织方式如何直接影响程序的运行性能。 第一章：数组与链表的深度剖析 我们首先从最基础的线性结构——数组开始，详细探讨其内存布局、随机存取（O(1)）的原理及其局限性（如空间浪费和插入/删除的成本）。随后，引入链表结构，包括单向、双向和循环链表。重点在于对比两者在动态内存管理、时间复杂度上的权衡。我们将通过实现一个动态数组（如 `ArrayList` 的简化版）和双向链表，让读者直观感受指针操作的精妙与陷阱。 第二章：栈与队列的抽象应用 栈（LIFO）和队列（FIFO）是程序设计中应用最广泛的两种抽象数据类型。本章不满足于简单的实现，而是深入探讨它们在函数调用栈（递归的本质）、表达式求值（如中缀转后缀）和缓冲区管理中的核心作用。我们将用一个实例展示如何利用栈来验证括号的匹配性，并介绍循环队列在资源有限环境下的高效复用机制。 第三章：树形结构的遍历与平衡艺术 树结构是处理层级关系和快速查找的利器。本章从基础的二叉树概念入手，详细介绍前序、中序、后序遍历的递归与非递归实现。重点转向二叉搜索树（BST），分析其在理想情况下的性能优势，并引出在极端数据输入下性能退化为线性表的风险。 为解决性能退化问题，我们将引入平衡树的概念。虽然我们不会深入到红黑树或AVL树的复杂旋转细节（这更偏向于高级理论），但会清晰阐述它们维护“高度平衡”的机制，以及由此带来的查找、插入和删除操作始终保持 O(log n) 的关键性意义。读者将理解，这种平衡是通过牺牲少量的常数因子，来换取最坏情况下的性能保障。 第四章：哈希表的冲突解决与性能调优 哈希表是现代编程中实现接近 O(1) 查找的关键。本章详细拆解哈希函数的构造原则（均匀性、雪崩效应），以及处理“碰撞”的两种主要策略：链地址法和开放寻址法（线性探测、二次探测）。我们将重点分析负载因子（Load Factor）对性能的影响，并探讨如何通过调整哈希表的大小和选择合适的扩容机制，最大化其平均性能。 第二部分：算法的核心——效率的量化与优化 本部分转向算法设计与分析，强调如何用数学工具衡量程序的优劣，并掌握解决复杂问题的通用范式。 第五章：算法分析的语言：渐近分析 在这一章，我们学习如何用“大 O 符号”来描述算法的性能特征，而不仅仅是依赖于特定硬件的运行时间。详细解释时间复杂度和空间复杂度，区分最好、最坏和平均情况。通过对比 O(n²)、O(n log n) 和 O(2ⁿ) 的增长趋势图，让读者对算法效率的量级差异建立直观认识。 第六章：排序算法的家族谱系 排序是理解算法思维的绝佳切入点。本章系统地介绍了冒泡、插入、选择排序等基础的 O(n²) 算法，阐明其直观性与效率瓶颈。随后，重点分析了基于比较的最高效算法——归并排序和快速排序。对于快速排序，我们将深入探讨“枢轴选择”对性能的决定性影响，并介绍三数取中等优化策略。此外，还将介绍堆排序，将其与数据结构中的“堆”结构联系起来。 第七章：图论基础与路径探索 图（Graph）是建模现实世界复杂关系（如社交网络、地图导航）的强大工具。本章定义了图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并详解了两种核心遍历算法：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。我们将通过实例展示 DFS 在连通性判断和拓扑排序中的应用，以及 BFS 在寻找无权最短路径上的不可替代性。 第八章：算法设计的通用范式 本章是连接理论与实践的桥梁。我们将介绍并应用两种解决复杂问题的强大范式： 1. 分治法（Divide and Conquer）： 以快速排序和归并排序为例，展示如何将大问题分解为可独立解决的小问题，再合并结果。 2. 贪心算法（Greedy Algorithms）： 介绍其“局部最优解能导向全局最优解”的特性，通过活动安排问题或最小生成树（Prim/Kruskal 算法的简介）展示其简洁高效的特点，同时也指出其适用范围的限制。 第三部分：高级策略与进阶应用 第九章：动态规划：最优子结构的重构 动态规划（DP）是解决具有重叠子问题和最优子结构问题的利器。本章将从斐波那契数列的冗余计算开始，引导读者理解“备忘录化”和“自底向上”的思考路径。我们将详细讲解经典的背包问题（0/1 和完全背包）和最长公共子序列（LCS）问题，重点在于如何准确地定义状态转移方程，这是 DP 成功的关键。 第十章：复杂度理论的边界与实际考量 最后，本章将讨论算法性能的理论极限。简要介绍 NP 问题的概念，帮助读者理解为什么有些问题（如旅行商问题）在计算上被认为是“困难的”，以及在实际工程中，我们如何通过近似算法或启发式方法来处理这些超大复杂度的问题。本章旨在培养一种务实的工程心态：理论上最优不等于工程上可行。 目标读者： 本书面向所有希望系统性提升编程内功的初、中级程序员、计算机科学专业的学生，以及所有对底层计算逻辑感到好奇的IT从业者。阅读本书后，读者将不再惧怕面试中的算法题，更重要的是，能够主动在日常开发中运用高效的数据结构和算法来优化现有代码，编写出具有高可维护性和出色性能的软件。

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配套的解析部分是这本书的灵魂所在，真正体现了“超级模拟”的价值。它远超出了传统解析“给出正确答案和简单步骤”的范畴。对于每一道选择题，它不仅详细解释了为什么正确答案是正确的，更重要的是，它对其他三个干扰项都进行了深入的剖析，明确指出了出题人设置陷阱的常见思路和我们容易犯的逻辑错误类型。这简直就像请了一位经验丰富的名师在身边一对一指导，时刻提醒我警惕那些细微的差别。对于计算题或分析题，它的步骤推导清晰流畅，关键的公式应用点都有箭头或加粗字体标出，使得整个解题思路一目了然。更绝妙的是，很多解析的最后都会附带一个“知识点回溯”的链接，指引我们回到教材或特定章节复习相关理论，形成了一个完整的学习闭环，极大地增强了知识的内化和迁移能力。

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这本书的逻辑组织结构简直是教科书级别的严谨。它不是简单地把历年的真题堆砌在一起，而是进行了非常精细的专题化梳理。比如，它会根据历次考试的考频，将知识点划分出“高频必考”、“中频巩固”和“低频拓展”三大模块，这种分层级的学习路径对时间有限的考生来说无疑是极大的福音。我尝试着先从“高频必考”部分入手，发现讲解的深度和广度都控制得非常好，既保证了覆盖面，又没有陷入过于繁琐的理论泥潭。更值得称道的是，它在每个章节的开头都设置了“本章知识地图”，用一张清晰的思维导图快速勾勒出本单元的知识脉络，帮助我们建立全局观，避免了学习过程中的碎片化。这种由宏观到微观的递进式教学设计，极大地提升了我的学习效率，让我在面对复杂的考点串联时，不再感到手足无措，而是能清晰地看到各个知识点之间的相互联系和支撑关系。

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从实操性的角度来看，这本书的“工具性”极强，几乎是为备考者量身打造的效率神器。它附带的那本“错题集建议使用手册”非常实用，里面详细指导了如何利用这本书来建立个人错题库，比如如何用不同颜色的笔标记不同类型的错误，以及建议的复习周期。这种主动引导学习者构建个人知识系统的设计，体现了出版者对学习方法论的深刻理解。此外，书本的韧性和耐用性也值得称赞，我经常需要带着它穿梭于图书馆和自习室之间，它经过多次折叠和翻阅，边缘依然保持得很好，没有出现书页松散或脱胶的现象，这说明在材料选择上也是下了血本的。一本好的教材，不仅要教你知识，更要引导你如何有效地去学习知识，而这本书在这方面做得非常出色，它不仅仅是一套试卷，更是一套完整的、高度集成化的备考解决方案。

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这本书的装帧设计简直是复古与现代的完美结合，封面那种磨砂质感的深蓝色调，配上烫金的标题，拿在手里沉甸甸的，很有分量感。我尤其喜欢它内页的纸张选择，那种略带米黄的护眼纸，长时间阅读下来眼睛真的不容易疲劳，这对于准备考试的人来说太重要了。排版布局也看得出下了不少功夫，字体大小适中，行间距拿捏得恰到好处，让人在快速浏览考点和深入钻研例题时都能找到舒适的阅读节奏。侧边栏的知识点总结和易错警示标识设计得非常巧妙，它们不是那种生硬的文字堆砌，而是用醒目的颜色块和简洁的图标提示，让那些关键信息能第一时间抓住读者的眼球。光是看着这本厚厚的书摆在书架上，就感觉自己已经成功了一半的信心。而且，侧边还留有足够的空白区域供考生进行批注和划重点，这点我给满分，比起那些电子资料，实体书的这种互动性体验是电子设备无法替代的。这种对细节的关注度，让我觉得出版方真的站在了考生的角度去思考每一处设计细节，绝非敷衍了事的产品。

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试卷的难度设置和仿真度让我感到非常惊喜，这绝对不是那种随便拼凑的模拟题集。它真正做到了对历年考纲的精准把握和对未来趋势的合理预判。每一套模拟试卷的难度分布、题型比例，甚至是时间分配的建议，都高度贴合真实的考场环境。我特意找了几个平日里感觉掌握得比较扎实的模块进行测试，结果发现，这本书中的难题部分确实能够有效考察考生对知识的理解深度，而不是仅仅停留在死记硬背的层面。特别是那些需要综合运用多个知识点才能解出的压轴题，其设计思路非常巧妙，能够有效地检验我们是否真正吃透了核心概念。做完一套试卷后，自我评估的挫败感是真实的，但随之而来的驱动力也是空前的，因为它让我明确地看到了自己的知识盲区所在，而不是沉浸在“我好像都会”的错觉之中。这种高质量的模拟，远胜于做十套敷衍了事的题。

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