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出版者:电子科技大学出版社

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页数:0

译者:

出版时间:2000-01

价格:16.00

装帧:平装

isbn号码:9787810652711

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《现代数据结构与算法分析：面向对象方法与C++实现》 内容简介 本书旨在为计算机科学、软件工程以及相关领域的学生和专业人士提供一套全面、深入且实用的数据结构与算法分析教程。它不仅涵盖了经典的数据结构和算法理论，更侧重于如何利用现代面向对象的设计思想和C++语言的强大特性来实现高效、健壮的解决方案。全书结构严谨，逻辑清晰，理论深度与工程实践完美结合。 第一部分：基础与面向对象设计原则 本部分为后续深入学习奠定坚实的基础。我们首先回顾了必要的C++语言特性，重点讲解了模板（Templates）、继承、多态、虚函数以及抽象数据类型（ADT）的实现机制。随后，引入了软件设计中至关重要的面向对象设计原则（如SOLID原则），强调模块化、可重用性和可维护性。 时间与空间复杂度分析的严谨性： 详细阐述了渐近分析（大O、Ω、Θ符号）的数学基础，并引入了平均情况分析和最坏情况分析的对比，为后续算法性能评估提供了统一的标准。 C++下的抽象数据类型（ADT）： 通过C++类的封装特性，定义和实现了栈（Stack）、队列（Queue）等基础ADT，为理解结构与操作分离的思想打下基础。 内存管理与性能调优初探： 简要讨论了C++中的动态内存管理（new/delete、智能指针的引入）对算法性能的影响，强调资源管理的最佳实践。 第二部分：线性结构的高效实现与应用 本部分专注于线性数据结构的深入剖析和高性能实现。我们不仅讨论了数组和链表，还深入探讨了它们在特定应用场景下的优化策略。 数组与向量（Vectors）： 深入分析了动态数组（如`std::vector`）的容量管理和重新分配机制，计算其摊还时间复杂度。讨论了固定大小数组在内存布局上的优势与局限性。 链表家族的精细化设计： 详尽对比了单向链表、双向链表和循环链表的结构差异、插入/删除操作的常数时间优势，以及循环链表在解决特定问题（如约瑟夫环）中的巧妙应用。特别介绍了哨兵节点（Sentinel Nodes）在简化边界条件处理中的作用。 双端队列（Deque）与栈/队列的统一视图： 展示了如何利用双向链表或环形缓冲区高效实现双端队列，并将其作为更复杂结构的基础。 第三部分：非线性结构的核心：树与图 这是本书的核心部分，侧重于非线性数据的组织、遍历和查询优化。 树结构深入解析： 二叉树与二叉搜索树（BST）： 详细讲解了BST的插入、删除和查找操作，并引入了平衡概念。 平衡搜索树的实现： 重点分析了AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转操作和重新着色规则。通过C++代码实现，清晰展示了维护树高度平衡的复杂逻辑和其带来的$O(log n)$查询保证。 B树与B+树： 专门辟章讲解了B树在磁盘I/O优化中的关键作用，这是数据库和文件系统设计的基础。 堆结构与优先级队列： 二项堆与斐波那契堆： 超越了基础的二叉堆，本书分析了更高级的堆结构（如二项堆），重点讨论了它们在Dijkstra算法和Prim算法中实现更优渐进复杂度的潜力。 优先队列的C++标准库实现探究： 结合`std::priority_queue`，强调其底层基于堆的实现原理。 图论算法的全面覆盖： 图的表示法： 比较邻接矩阵和邻接表的优劣，并分析了在稀疏图和稠密图中的内存和时间效率差异。 遍历算法： 深入剖析了广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），并结合实际应用场景（如迷宫求解、拓扑排序）进行演示。 最短路径问题： 详尽推导了Dijkstra算法（使用优先队列优化）和Bellman-Ford算法（处理负权边），并介绍了处理多源最短路径的Floyd-Warshall算法。 最小生成树： 实现了Prim算法和Kruskal算法，并分析了它们在不同图结构下的性能表现。 第四部分：高级主题与算法设计技巧 本部分着眼于解决复杂问题的通用策略和现代计算中不可或缺的技术。 排序算法的深度比较： 不仅包含经典的交换排序、选择排序和插入排序，更侧重于归并排序（稳定性和并行性）、快速排序（划分策略的优化）和堆排序的内部机制。对不同排序算法的缓存友好性进行了讨论。 分治法、贪心算法与动态规划： 分治法： 以快速傅里叶变换（FFT）的原理概述为例，展示其威力。 贪心算法： 通过霍夫曼编码（Huffman Coding）实例，阐明贪心选择的局部最优性如何导向全局最优解。 动态规划（DP）： 系统梳理了DP的三个要素（最优子结构、重叠子问题、状态转移方程）。通过背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列等经典案例，讲解了自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down, 记忆化搜索）的实现对比。 散列表（Hash Tables）的优化： 冲突解决机制： 详细比较了链式法（Separate Chaining）和开放定址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）。 性能保障： 重点讨论了装载因子（Load Factor）的控制、完美哈希函数的概念，以及如何设计高质量的哈希函数以避免性能退化到线性时间。 本书特色 1. 代码驱动的教学方法： 书中所有核心算法均提供了完整的、符合现代C++编程规范的实现代码，可以直接编译运行，便于读者对照理解。 2. 面向对象思维贯穿始终： 数据结构被封装为可复用的C++类，体现了ADT的思想，鼓励读者以软件工程的视角看待算法实现。 3. 从理论到实践的桥梁： 每章末尾都包含“工程实践与挑战”部分，引导读者思考如何在实际系统（如缓存设计、网络协议解析）中应用所学知识。 本书适合作为高等院校数据结构与算法课程的教材，也是希望系统性提升算法能力、准备技术面试的开发人员的理想参考书。

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这本书的作者显然对操作系统有着深厚的感情和极高的专业素养，从文字中能感受到一种近乎匠人的执着。与其他市面上强调“快速入门”的读物相比，这本书的深度是令人敬佩的。它没有回避那些技术上公认的难点，反而选择正面迎击，用非常清晰的层次结构将其拆解。我尤其喜欢它在论述文件系统结构时所采用的对比方法，将不同层级的抽象通过清晰的界限划分开来，使得读者能清楚地看到数据是如何从物理存储介质一步步被抽象成用户可见的文件名的。这种自底向上的讲解方式，对于理解任何操作系统架构都具有普适性的指导意义。当然，这本书的阅读门槛相对较高，它要求读者具备一定的耐心和对底层原理的好奇心，但一旦跨过那道坎，你会发现自己对计算机的理解达到了一个新的维度。它不是一本速成秘籍，而是一本厚重的基石教材，适合那些真正想在技术领域深耕的人士。

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说实话，我购买这本书纯粹是出于一种“考古”的好奇心，毕竟现在谁还真正在日常工作中使用命令行操作呢？然而，深入阅读后，我发现它提供的远不止是历史知识那么简单。这本书的叙事方式非常独特，它没有一开始就抛出枯燥的命令代码，而是通过一系列精心设计的“场景模拟”来引入概念。比如，它描述了在没有图形界面的环境下，如何通过一系列指令来管理和组织文件系统，那种步骤的精确性和对用户逻辑的尊重，即便放到今天来看，也是一种极佳的用户体验设计教材。我特别欣赏其中关于批处理脚本编写的那几个章节，作者对效率的极致追求，通过几行简洁的文本代码，就能实现过去需要复杂图形界面才能完成的任务，这种“以简驭繁”的哲学，对我日常处理自动化流程有很大的启发。它让我意识到，很多现代软件的复杂性，有时反而是人为增加的，而最本质的控制力，往往隐藏在最简洁的接口背后。这本书的价值，不在于让你立刻回到DOS时代，而在于让你理解计算机操作的“本源”和“核心逻辑”。

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这本书的阅读体验，就像是解开一个复杂的谜团，每一页都充满了对细节的极致挖掘。我注意到作者在解释一些核心概念，比如内存管理或者磁盘I/O操作时，所采用的类比和图示都非常形象，完全没有一般技术书籍那种晦涩难懂的倾向。举个例子，它用一个非常生活化的比喻来解释“中断”的概念，一下子就让那些抽象的硬件交互变得清晰明了。而且，这本书的语言风格非常稳健且富有条理，读起来有一种被“引导”的感觉，而不是被“灌输”。它不会轻易下结论，而是会先列举各种可能性和限制条件，再得出最合理的结论，这培养了读者批判性思考的习惯。对于我这种习惯于依赖搜索引擎快速获取碎片化知识的人来说，这本书提供的是一个完整的知识地图，让你知道每一个知识点在整个系统中的相对位置和重要性。那些关于系统配置和故障排除的部分，虽然我目前用不到，但其逻辑推演的过程，对于提升我的系统分析能力，无疑是大有裨益的。

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阅读这本书的过程，更像是一场与经典进行对话的旅程。它没有炫目的色彩，没有花哨的图表，全靠文字的力量来构建一个严谨而完整的技术世界。我发现作者在引用一些早期技术文献和设计理念时，处理得非常得体，既保留了历史的厚重感，又用现代的语言对其进行了恰当的解释，避免了年代感带来的理解障碍。这本书的伟大之处或许就在于，它让你重新审视“简单即是强大”这一原则。在那个资源受限的环境下，每一条指令的效率都被推到了极致，而这本书详细记录了这种极致的追求是如何达成的。对于那些热衷于性能优化和资源管控的读者来说，其中的思想精髓远超出了DOS本身的应用范围，它提供了一种解决问题的底层思维范式，这种思维是跨越时代的。它让我明白，真正的技术功底，是建立在对基础原理的透彻理解之上的，而不是停留在表面的应用操作。

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这本书的装帧设计简直太复古了，拿到手里沉甸甸的，封皮的材质摸上去有一种老式印刷品的质感，虽然内容上我更倾向于追求新知，但光是这份情怀就足以让人会心一笑。打开扉页，看到那熟悉的宋体印刷，仿佛一下子把我拉回了那个拨号上网、BBS兴盛的年代。我原本以为这会是一本乏味的纯理论手册，毕竟现在市场上的计算机读物大多追求轻薄和速成，但这本书的排版和字里行间透露出的那种“慢工出细活”的感觉，让人感到踏实。它不像现在很多教材那样，恨不得把所有知识点都压缩成一个个闪烁的图标和缩略语，而是用大量详实的文字去勾勒一个完整的知识体系框架。特别是对于那些早期计算机操作系统的运行机制的阐述，那种深度挖掘底层逻辑的写法，对于想要理解计算机“为什么”工作的读者来说，简直是宝藏。我翻到目录时，注意到章节之间的逻辑衔接非常自然，不是那种生硬的知识点堆砌，更像是一位经验丰富的老教师，循循善诱地引导你进入一个全新的领域。这种对待知识的严谨态度，在如今这个追求效率的时代，显得尤为珍贵，让人忍不住想坐下来，沏上一壶茶，慢慢品味。

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