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出版者:清华大学出版社

作者:胡道元

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2005-3

价格:19.0

装帧:平装

isbn号码:9787302103776

丛书系列:

图书标签:

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《数据结构与算法实践指南》内容简介 本书聚焦于构建扎实的计算思维基石，深入剖析数据组织与问题求解的核心技术。 在当今快速迭代的软件开发领域，无论是构建高性能的应用程序、设计高效的系统架构，还是应对复杂的计算挑战，对数据结构和算法的深刻理解都是不可或缺的核心能力。本书《数据结构与算法实践指南》旨在为计算机科学专业的学生、软件工程师以及所有致力于提升编程硬实力的技术人员，提供一套系统化、重实践的知识体系。 本书的编写理念侧重于“理解原理，强调应用”。我们不满足于仅仅罗列各种抽象的数据结构定义，而是深入探讨每种结构背后的设计哲学、时间与空间复杂度分析，以及它们在真实世界问题中的最佳应用场景。 --- 第一部分：基础构建——核心数据结构深度解析 本部分内容为后续高级算法打下坚实的基础，详尽讲解了最常用和最基础的数据结构。 第一章：线性表的精妙结构与实现 本章从最基础的数组和链表（单向、双向、循环链表）开始。重点探讨了数组在内存中的连续存储特性如何影响其访问效率，以及链表如何通过指针灵活地实现高效的插入和删除操作。我们详细分析了变长数组（如动态数组）在容量扩充时的底层机制与性能权衡。同时，本章引入了静态链表的概念，作为理解指针操作的一种替代视角。 第二章：栈与队列：受限操作下的高效调度 栈（Stack）和队列（Queue）是受限访问的抽象数据类型（ADT），它们在函数调用、表达式求值和任务调度中扮演关键角色。本章不仅讲解了如何用数组和链表实现这两种结构，更重要的是，深入探讨了双端队列（Deque）的应用，以及循环队列的巧妙设计如何克服数组实现的边界问题。我们通过实例解析了如何使用栈实现中缀表达式到后缀表达式的转换，并进行求值。 第三章：树结构：分层数据的组织艺术 树是处理层次关系数据的核心工具。本章从树的基本术语入手，然后全面覆盖了二叉树、满二叉树和完全二叉树的特性。重点讲解了二叉查找树（BST）的构建、查找、插入和删除操作，并详细分析了最坏情况下的性能退化问题。 为了解决BST的性能瓶颈，本章引入了平衡树的概念。我们详尽地讲解了AVL树的旋转操作（LL, RR, LR, RL）以及红黑树（Red-Black Tree）的五条性质和着色、旋转恢复平衡的复杂流程，展示了如何在保证对数时间复杂度的同时，实现高效的动态集合管理。 第四章：堆结构：优先级的管理大师 堆（Heap）是一种特殊的完全二叉树，是实现优先队列（Priority Queue）的理想选择。本章详细阐述了最大堆和最小堆的构造过程，特别是Floyd算法（建堆算法）的效率分析。本章的实践部分聚焦于如何利用堆结构实现堆排序，并将其应用于Top K问题等场景。 第五章：散列表（哈希表）：追求常数时间查找的极限 散列表是现代编程中查找效率的代名词。本章的核心在于理解散列函数的设计原则，如何将任意大小的键映射到固定大小的存储空间。我们深入分析了冲突解决策略：链式地址法（Chaining）和开放寻址法（Linear Probing, Quadratic Probing, Double Hashing）。本章还探讨了装载因子（Load Factor）对性能的影响，以及如何动态地进行哈希表的再哈希（Rehashing）以维持高效性能。 第六章：图论基础：连接世界的拓扑模型 图结构用于建模复杂的实体间关系。本章从图的基本概念（顶点、边、权重、有向/无向、连通性）入手，讲解了邻接矩阵和邻接表两种主要的存储方式，并对比了它们在特定场景下的优劣。本章为后续的图遍历算法奠定了基础。 --- 第二部分：算法设计与分析——求解问题的利器 本部分将理论与实践紧密结合，专注于经典算法的设计范式、效率分析和具体实现。 第七章：算法分析与复杂度理论 本章是全书的理论基石。我们系统地介绍了渐进时间复杂度的数学描述，包括大O记法（$O$）、$Omega$记法和$Theta$记法。通过具体实例，演示了如何分析递归算法（如归并排序）的复杂度，并引入了主定理（Master Theorem）的应用，帮助读者精确量化算法的性能指标。 第八章：排序算法的演进与比较 排序是检验数据结构和算法理解深度的试金石。本章不仅涵盖了基础的插入排序、选择排序和冒泡排序，更重点剖析了高效的比较排序算法：快速排序（Quick Sort）的分治思想、枢轴选择策略，以及归并排序（Merge Sort）的稳定性。此外，我们还探讨了非比较排序，如计数排序（Counting Sort）和基数排序（Radix Sort），并明确了它们适用的数据范围。 第九章：图的遍历与连通性算法 本章专注于图的系统化探索。我们详细对比了广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的原理、应用场景（如迷宫求解、拓扑排序）。针对带权图，本章深度解析了Dijkstra算法（单源最短路径）和Bellman-Ford算法（处理负权边），并引出了Floyd-Warshall算法（所有对最短路径）。 第十章：贪心算法与动态规划：求解优化问题的两大范式 本章将重点介绍解决优化问题的两种核心策略。 贪心算法：强调局部最优选择如何能导致全局最优解。通过活动安排问题和赫夫曼编码（Huffman Coding）实例，讲解贪心选择性质和最优子结构。 动态规划（DP）：针对具有重叠子问题和最优子结构的复杂问题。我们详细分解了DP的“定义状态”、“写出状态转移方程”和“确定边界条件”三步法，并通过背包问题（Knapsack）、最长公共子序列（LCS）等经典案例，阐明自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down, 记忆化搜索）的实现差异。 第十一章：高级主题：查找与模式匹配 本章扩展到更专业化的算法应用。 高级查找算法：针对有序数组，深入讲解了二分查找的高级变体（如查找第一个/最后一个匹配项）。 字符串匹配算法：超越朴素匹配，本章详细介绍了KMP算法（Knuth-Morris-Pratt）的前缀函数（Next 数组）的构造，以及Boyer-Moore算法的核心思想，展示如何在文本处理中实现亚线性时间复杂度的查找。 --- 实践与展望 本书的每一章都配有大量的伪代码和主流编程语言（如 C++/Java/Python）的代码实现示例。我们鼓励读者不仅仅停留在理论层面，而是动手实现，并在不同规模的数据集上进行性能测试，从而真正掌握这些工具。通过对不同算法在时间、空间效率上的对比分析，读者将培养出为特定应用场景选择“恰当”数据结构和算法的工程直觉。掌握这些基础，意味着您将能更高效、更优雅地解决未来遇到的绝大多数计算难题。

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这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的老师，在循循善诱地引导我。作者的语言充满智慧和洞察力，他能够准确地抓住计算机网络的核心问题，并给出独到的见解。书中对一些“陷阱”和“误区”的提示，让我避免走了许多弯路。我印象最深刻的是，在讲解一些高级主题时，作者并没有直接给出答案，而是提出一些引导性的问题，让我自己去思考和探索。这种激发独立思考的学习方式，让我受益匪浅，也让我对计算机网络产生了浓厚的兴趣。

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我一直认为，学习计算机网络不能仅仅停留在理论层面，更重要的是要理解它在实际工作中的应用。这本书在这方面做得非常出色。作者在讲解每一个技术点时，都会穿插相关的实际应用案例，例如，在介绍 DNS 时，他详细阐述了域名解析的整个过程，以及 DNS 在互联网运行中的重要作用。他还分析了常见的 DNS 攻击方式，以及如何防范这些攻击。这种理论与实践相结合的学习方式，让我对计算机网络的理解更加全面和深入，也让我对如何在实际工作中运用这些知识有了更清晰的思路。

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这本书的封面设计给我一种沉静而专业的印象，与“计算机网络”这个主题非常契合。当我翻开第一页，就被作者严谨的逻辑和清晰的思路所吸引。内容不是那种浮光掠影式的介绍，而是深入浅出地剖析了计算机网络的方方面面。从最基础的 OSI 模型，到 TCP/IP 协议族的细节，再到各种复杂的路由选择算法，书中都给予了详尽的解释。尤其让我印象深刻的是，作者并没有仅仅停留在概念的堆砌，而是通过大量的图示和实例，将抽象的理论变得可视化。例如，在讲解数据链路层时，书中详细描述了以太网的帧格式，并通过生动的动画模拟（虽然书本无法真的播放动画，但文字描述和图例构建出的画面感极强）展示了 CSMA/CD 协议的工作流程，让我对这个曾经让我头疼的概念有了豁然开朗的理解。

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这本书给我最大的感受就是它的“实操性”。虽然它是一本辅导书，但作者并没有回避理论的重要性，而是巧妙地将理论与实践相结合。书中提供了大量的代码示例，涵盖了 Socket 编程、Wireshark 抓包分析等内容。我按照书中的指导，自己动手编写了一些简单的网络应用程序，并使用 Wireshark 捕获和分析了网络流量。这个过程让我对 TCP 的三次握手、四次挥手有了直观的认识，也让我明白了为什么网络会出现丢包、拥塞等问题。作者在讲解每一个技术点时，都会深入分析其背后的原理和可能遇到的问题，并提供相应的解决方案。这种“授人以渔”式的教学方式，让我不仅学会了如何“做”，更学会了“为什么这样做”。

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这本书的内容质量非常高，作者对计算机网络的理解之深厚，体现在每一个细节的处理上。他不仅讲解了协议的规范，还深入探讨了协议的设计哲学和演进历史。例如，在讲解 TCP 协议时，作者详细阐述了拥塞控制算法的设计思想，以及 TCP 如何在这种复杂且动态的网络环境中保持高效可靠的传输。书中还对一些经典的 RFC 文档进行了引用和解读，让我能够接触到最原始、最权威的知识。这种严谨的学术态度，让我对这本书的专业性深感信服，也让我从中学到了许多宝贵的知识。

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我是一个对技术细节有着极致追求的人，而这本书恰恰满足了我的需求。它不仅仅停留在概念层面，而是对每一个协议、每一个算法都进行了深入的剖析。例如，在讲解路由选择协议时，作者详细介绍了 RIP、OSPF、BGP 等协议的工作原理，并对它们的优缺点进行了详细的对比分析。书中还提供了大量的数学公式和推导过程，让我能够理解这些算法背后的数学原理。虽然这些公式对我来说有些挑战，但作者的解释非常到位，让我能够逐步理解。更重要的是，作者还结合了实际的网络拓扑图，展示了这些协议在真实网络中的应用，这让我对理论知识的理解更加深刻。

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我一直认为，一本好的技术书籍，不仅要有扎实的理论基础，还要有良好的可读性。这本书在这两方面都做得非常出色。作者的写作风格非常流畅，语言生动形象，即使是晦涩的技术概念，也能被他解释得通俗易懂。书中大量的图表和示例，也极大地增强了阅读的趣味性。我尤其喜欢作者在讲解一些关键概念时，会采用多种不同的表达方式，确保读者能够真正理解。这种“润物细无声”式的教学方式，让我不知不觉地吸收了大量的知识。

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对我而言，这本书最大的价值在于它能够帮助我构建一个完整的计算机网络知识体系。作者在内容编排上非常用心，他将各种零散的知识点有机地串联起来，形成了一个清晰的知识网络。从物理层到应用层，每一个层次的知识都得到了充分的讲解，并且它们之间的关系也得到了明确的阐述。我能够清晰地看到，不同协议和技术是如何协同工作的，它们是如何共同构建起我们今天所看到的互联网。这种全局观的培养，让我对计算机网络有了更深刻的理解，也为我今后的深入学习打下了坚实的基础。

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坦白说，我在阅读这本书之前，对计算机网络的理解仅限于“上网”这个层面。但这本书彻底颠覆了我的认知。作者的写作风格非常独特，他善于用类比的方式来解释复杂的技术概念，让原本枯燥的理论变得生动有趣。比如，在讲解 IP 地址时，他将其比作现实生活中的门牌号码，而 MAC 地址则像是每个房间里的独特标识符，这样的比喻立刻就打通了我思维的壁垒。书中还穿插了许多历史性的发展脉络，让我了解到计算机网络技术是如何一步步演进至今的，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我对现有的技术有了更深层次的认识。我尤其喜欢作者在介绍各种协议时，都附带了它们在实际应用中的场景，比如 HTTP 在网页浏览中的作用，SMTP 在电子邮件发送中的地位等等，这让我感觉学习到的知识并非空中楼阁，而是切实可用的。

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作为一名初学者，我曾经对计算机网络感到非常迷茫，不知道从何学起。这本书就像一盏明灯，为我指明了方向。作者的叙述风格非常温和且富有耐心，他会一步步地引导读者，从最基础的概念开始，逐渐深入到更复杂的知识点。书中大量的插图和流程图，帮助我清晰地理解了各个模块之间的关系。我尤其喜欢作者在讲解一些容易混淆的概念时，会用不同的角度进行阐述，并且提供一些易于记忆的口诀或方法。这让我事半功倍，能够快速掌握知识点。读完这本书，我感觉自己对计算机网络的整体框架有了清晰的认识，不再觉得它是一个庞大而难以逾越的学科。

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