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出版者:

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页数:298

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出版时间:2003-12

价格:26.00元

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isbn号码:9787040132816

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好的，这是一份关于一本未提及书名的图书的详细简介，该书聚焦于 高级数据结构与算法的理论与实践。 --- 高级数据结构与算法：理论前沿与工程实践 图书概述与定位 本书深入探讨了现代计算机科学领域中最为核心且关键的知识体系——高级数据结构与算法。它不仅仅是对基础数据结构（如数组、链表、树的初级形式）的简单回顾，而是着眼于解决超大规模数据、复杂关系网络以及高性能计算需求所必需的理论基础与尖端技术。本书旨在成为计算机科学专业学生、系统架构师以及资深软件工程师的必备参考，它清晰地连接了抽象的数学模型与实际的工程应用场景。 全书的结构设计旨在实现理论的深度和实践的广度完美结合。我们首先构建坚实的理论基石，随后迅速过渡到复杂结构的实现细节、性能分析，以及在现代计算环境（如并行计算、分布式系统）中的应用案例。 第一部分：理论基石与复杂结构（Foundation and Complex Structures） 本部分致力于巩固读者对经典算法的理解，并引入处理非线性、非结构化数据的核心工具。 第一章：复杂度理论的再审视与渐近分析的深化 本章超越了标准的$O(n)$表示法，深入剖析了摊还分析（Amortized Analysis）在动态数据结构（如Disjoint Set Union的路径压缩与按秩合并）中的关键作用。探讨了对数因子（$log n$）的精确意义，以及在特定硬件模型下（如内存层次结构）对算法性能的重新评估。引入了概率分析（Probabilistic Analysis）的基本工具，为后续的随机算法打下基础。 第二章：平衡搜索结构的前沿进展 除了传统的AVL树和红黑树，本章重点研究了适用于特定操作集的高级平衡树。详细介绍了B树及其变种（如B+树）在磁盘I/O受限环境下的优化原理，这是数据库系统和文件系统的基石。此外，深入探讨了Treap（随机搜索树）的实现技巧和其在保证期望性能方面的优势，以及如何利用分层结构（如Skip List）在保证$O(log n)$查询复杂度的同时简化插入和删除操作的逻辑。 第三章：图论算法的宏观应用 本章侧重于处理复杂网络结构的算法。除了最短路径（Dijkstra, Bellman-Ford）和最小生成树（Prim, Kruskal）的快速实现外，重点解析了流网络算法，包括Ford-Fulkerson方法、Edmonds-Karp算法以及最先进的Push-Relabel最大流算法的工程实现考量。此外，还详细分析了图的连通性分解（如Tarjan的强连通分量算法）和平面图嵌入的基础知识。 第二部分：性能优化与内存管理（Optimization and Memory Management） 本部分关注如何利用底层系统特性和数学技巧来榨取算法的极致性能，特别是针对内存访问模式的优化。 第四章：缓存友好性与外部存储算法 现代CPU性能瓶颈已从计算速度转向内存访问延迟。本章详细阐述了局部性原理（Locality of Reference）在算法设计中的应用。重点剖析了缓存优化技术，例如如何重排矩阵乘法以最大化L1/L2缓存命中率。针对TB级以上的数据处理，深入讲解了外部存储排序（External Sorting）的K路合并策略，以及B+树与磁盘访问模式的完美契合点。 第五章：哈希技术的深度解析与冲突解决 超越基础的拉链法，本章全面审视了高性能哈希表的实现。详细介绍了Cuckoo Hashing（布谷鸟哈希）的原理及其在实现$O(1)$最坏情况查询中的巧妙设计。探讨了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式缓存和负载均衡系统中的关键作用，以及如何最小化节点增删带来的数据迁移成本。 第六章：线性代数与几何计算加速 本章将算法与矩阵运算和几何拓扑相结合。深入研究了快速傅里叶变换（FFT）在信号处理和多项式乘法中的应用，并分析了其并行化策略。在计算几何方面，重点介绍了最近邻搜索的高效方法，如K-D树和Ball Tree的构建与查询优化，以及如何处理高维空间中的“维度灾难”。 第三部分：高级抽象与并行计算（Advanced Abstractions and Parallelism） 本部分将视角提升至抽象层次，探讨支持现代复杂软件架构所需的算法范式，并引入并行计算的思维。 第七章：动态规划的模式识别与优化 本章将动态规划视为一种设计范式，而非仅仅是特定问题的解法。除了经典的序列对齐和背包问题外，重点分析了DP的内存优化技术，如使用滚动数组或状态压缩来减少空间复杂度。引入多维DP的建模方法，并探讨了如何利用四边形不等式等性质对DP状态转移进行加速（Knuth优化）。 第八章：并发数据结构与无锁编程 在多核处理器成为标配的今天，并发正确性至关重要。本章详细介绍了无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）数据结构的实现原理。深入剖析了基于CAS（Compare-And-Swap）操作实现的并发队列、栈和哈希表。对内存屏障（Memory Barriers）在保证跨处理器一致性方面的作用进行了详尽的解释。 第九章：近似算法与启发式搜索 对于NP-hard问题，精确解往往不可行。本章介绍了在可接受的误差范围内寻找高质量解的策略。详细阐述了近似比（Approximation Ratio）的定义与证明方法。重点分析了线性规划松弛在整数规划近似求解中的应用，以及模拟退火（Simulated Annealing）和遗传算法等元启发式算法在复杂优化空间探索中的实战技巧。 结论与展望 本书最后总结了算法设计者所需具备的“算法素养”——即能够根据硬件特性、数据规模和业务目标，灵活选择、组合乃至创新算法的能力。它强调了理论知识是构建健壮、高效系统的唯一途径，并为读者指明了机器学习、大数据处理等前沿领域中算法优化的未来研究方向。全书配有大量伪代码和真实性能对比图表，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。

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我花了将近一周的时间来消化前几章的内容，最让我感到惊喜的是它对于“交互设计”这部分的阐述方式。很多同类书籍在介绍交互时，往往是罗列各种设计模式和规范，读起来让人觉得像是在背诵标准。然而，这本书的处理手法非常侧重于“场景化”的分析。它似乎在问我们：“用户在特定情境下，真正的需求是什么？”而不是简单地告诉你“按钮应该放在哪里”。通过一系列精心设计的案例分析，我得以窥见那些在产品发布会上被津津乐道的优秀界面是如何从用户痛点一步步迭代而来的。特别是关于信息架构和导航逻辑的章节，它不仅仅是教你如何搭建骨架，更像是教你如何理解“信息流动的哲学”。这种深度挖掘底层原理的写作风格，对我理解现代数字产品的核心竞争力，提供了全新的视角和思维工具。

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我必须指出，这本书在组织结构上体现了极高的专业素养。它并没有采用传统的“基础-中级-高级”的线性递进模式，而是似乎按照一个完整的“项目周期”来组织内容的模块。从最初的概念策划、素材获取与处理，到中期的集成与优化，再到最后的发布与维护，每一个环节都被系统地拆解并对应到具体的多媒体技术上。这种“项目驱动型”的学习路径，对于想要将所学知识快速应用于实践的读者来说，简直是量身定做的。它让我能清晰地看到，我今天学到的一个小的色彩校正技巧，在整个流程中究竟扮演着一个什么样的角色，它的价值体现在哪里。这种整体观的培养，远比孤立地学习单个软件操作要重要得多，它真正地帮助我从一个“操作员”向一个“项目统筹者”的思维模式转变。

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坦率地说，我对内容中涉及的“声音设计与音频编辑”部分抱有最高的期待，因为这通常是入门书籍中最容易被一带而过的地方。然而，这本书在这部分的处理显得异常扎实且富有远见。它没有局限于讲解某个特定软件的快捷键，而是花了大篇幅去探讨声音在叙事中的情感张力构建，以及如何利用空间感和混响技术来增强沉浸体验。更让我欣赏的是，作者提到了跨媒介叙事中音频元素的协同作用，这表明了全书的视野是立足于未来多媒体融合的大趋势的。虽然这些概念初听起来有些抽象，但配图和随附的学习资料（如果网站上有的话，我希望是有的）似乎努力在用最直观的方式去演示这些理论在实际项目中的应用，这对于我们这些偏向技术实现而非纯艺术创作的人来说，是非常及时的知识补充。

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这本书的语言风格真是独树一帜，它不像教科书那样板着脸孔，但也绝非那种过度口语化的网络文章。作者似乎有一种很强的能力，可以将复杂的工程概念转化为清晰的、带有画面感的描述。例如，在解释“实时渲染”与“预渲染”的性能权衡时，它引入了一个关于建筑施工进度的比喻，瞬间就让我明白了其中的核心矛盾和取舍之道。这种“讲故事”式的教学方法，极大地降低了理解新技术门槛。我感觉作者在创作这本书时，是把自己想象成一个经验丰富但又极其耐心的导师，他知道在哪里抛出挑战性的问题，又会在你迷茫时适时地提供清晰的路径指引。这使得阅读过程变成了一种主动的思考和构建知识体系的过程，而不是被动的信息灌输。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种充满未来感的色彩搭配和简洁的字体选择，立刻就点燃了我对内容的好奇心。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，但翻开目录后才发现，它似乎更像是一本引导我们进入数字创意世界的向导。从排版上看，作者显然在信息层级的处理上下了不少功夫，重点信息被巧妙地突出，使得初次接触这个领域的读者也不会感到压力过大。我特别留意了关于视觉传达设计那一章节的摘要，它似乎并不只是停留在软件操作层面，而是深入探讨了色彩心理学和用户体验（UX）的底层逻辑，这对于希望不仅仅是“会用工具”而是想成为“有效创作者”的人来说，无疑是极具价值的。书籍的装帧质量也值得称赞，纸张的触感厚实而又不失细腻，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。整本书的布局透着一股专业又平易近人的气质，让人很期待接下来的探索旅程。

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