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出版者:高等教育出版社

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出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:18.0

装帧:

isbn号码:9787040041965

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• 计算机系统
• 计算机导论
• 系统编程
• 底层原理
• 汇编语言
• 操作系统
• 计算机组成
• 数字逻辑
• 数据结构
• 算法

《数据结构与算法分析：C++版》 著者： [此处可填写虚构作者姓名，例如：李明，张华] 出版社： [此处可填写虚构出版社名称，例如：科技文献出版社] ISBN： [此处可填写虚构ISBN号，例如：978-7-5045-9987-6] --- 内容简介 本书旨在为计算机科学、软件工程及相关专业的学生和从业人员，提供一套全面、深入且注重实践的数据结构与算法分析的经典教材。我们深刻认识到，在任何复杂的计算系统中，高效地组织和处理信息是性能优化的核心。本书严格围绕“结构”与“效率”两条主线展开，力求在理论的严谨性与工程的实用性之间取得完美平衡。 全书共分为四个主要部分，覆盖了从基础概念到高级应用的全过程。 第一部分：基础回顾与分析方法（Fundamentals and Analysis） 本部分作为后续深入学习的基石，首先对离散数学中的必要概念（如集合论、递归关系）进行了简要回顾，确保读者具备必要的数学素养。随后，我们引入了算法分析的核心工具——渐近记号（大O、Ω、Θ记号）。这不仅仅是理论上的定义，更重要的是，我们通过大量的实例分析了如何利用这些记号来精确预测和比较不同算法在输入规模增大时的性能表现。 重点内容包括： 递归方程的求解（主定理、替换法）、摊还分析（Amortized Analysis）的基本思想，以及如何对特定数据结构操作（如斐波那契堆的减小键操作）进行平均复杂度分析。我们强调，理解算法的时间复杂度和空间复杂度，是设计高效软件的第一步。 第二部分：线性与非线性数据结构（Linear and Nonlinear Structures） 本部分聚焦于最常用和最基础的数据组织形式。我们不仅仅停留在描述它们的实现，更深入探讨了每种结构的内部工作原理、内存布局及其适用场景。 线性结构部分： 从基础的数组和链表（单向、双向、循环）讲起，详细对比了它们在插入、删除和随机访问操作上的性能差异。特别地，本书详尽分析了栈（Stack）和队列（Queue）的抽象数据类型（ADT）实现，并给出了利用它们解决表达式求值、迷宫寻路等经典问题的实例。 非线性结构部分： 这是本书的重点之一。树（Trees）的概念被系统地展开，从基础的二叉树遍历、二叉搜索树（BST）的平衡性问题入手，深入讲解了AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转、插入和删除操作的维护机制。读者将清晰理解红黑树如何通过颜色属性保证其对数时间复杂度的性能。 此外，我们还用大量的篇幅介绍了堆（Heaps）结构，包括二叉堆的构建、堆化操作，以及如何利用它实现高效的优先队列（Priority Queue）。最后，图（Graphs）的表示法（邻接矩阵与邻接表）被清晰界定，并为后续的图算法奠定基础。 第三部分：核心算法与设计范式（Core Algorithms and Paradigms） 本部分是算法思维的集中体现，涵盖了解决复杂问题的几大核心设计范式。 1. 排序与搜索： 除了基础的插入排序、选择排序和冒泡排序外，本书着重分析了归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的性能瓶颈与优化策略。我们详细推导了快速排序的平均和最坏情况复杂度，并探讨了“三路划分”等现代优化技术。同时，对堆排序和线性时间排序（如计数排序、基数排序）的适用条件进行了辨析。 2. 图算法的深度剖析： 借助第二部分构建的图论基础，本章全面覆盖了核心图算法： 遍历： 深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的实现及其在连通分量、拓扑排序中的应用。 最短路径： 详细讲解了Dijkstra算法的原理与实现，并讨论了其在负权边出现时的局限性，进而引入处理负权边的Bellman-Ford算法。对于所有顶点对最短路径问题，我们提供了Floyd-Warshall算法的动态规划解法。 最小生成树（MST）： 阐述了Prim算法和Kruskal算法的贪心策略及其数据结构依赖（如并查集在Kruskal中的高效应用）。 3. 高级设计范式： 动态规划（Dynamic Programming）： 通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，系统阐述了“重叠子问题”和“最优子结构”的识别，以及自底向上（迭代）与自顶向下（记忆化）的实现对比。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 探讨了如何证明贪心选择性质和最优子结构，并用霍夫曼编码等实例说明其高效性。 第四部分：高级主题与高级数据结构（Advanced Topics） 本部分旨在拓宽读者的视野，介绍一些在高性能计算、数据库和网络领域中不可或缺的结构和技术。 1. 散列表（Hash Tables）： 详细分析了散列函数的构造原则、冲突解决策略（分离链接法与开放寻址法），并深入探讨了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统中的重要性。 2. 平衡搜索树的进阶： 除了红黑树，本书还引入了B树和B+树。我们强调了这些结构为应对磁盘I/O延迟而设计的特性，它们是现代文件系统和数据库索引（如MySQL的InnoDB存储引擎）的基石。 3. 复杂性理论初探： 简要介绍了P、NP、NP-完全问题的基本概念，帮助读者理解哪些问题是“容易”解决的，哪些问题在计算上是“困难”的，从而指导我们在实际工程中对NP问题的处理策略（如近似算法或启发式方法）。 本书特点： C++实现： 所有核心算法均采用标准C++（C++17/20）实现，代码风格清晰、注释详尽，便于读者理解底层机制。 理论与实践并重： 每章末尾都附带了具有挑战性的编程练习和理论证明题，旨在巩固学习效果。 面向性能： 贯穿全书的分析始终围绕“为什么选择这个结构”和“如何优化其性能”展开，培养读者的系统性优化思维。 无论您是准备进入研究生阶段深造，还是希望在软件开发领域构建扎实的基础，本书都将是您不可或缺的参考手册。掌握了这些工具，您才能真正驾驭日益复杂的信息世界。

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作为一名已经工作了几年、自认为对编程语言和框架比较熟悉的工程师，我原本以为这种偏底层的书籍对我来说提升有限，但这本书彻底颠覆了我的看法。它最吸引我的地方在于，它提供了一种“全局观”，打破了我们日常工作中被API和抽象层过度保护的舒适区。书中关于操作系统如何调度任务、进程与线程的区别与联系，以及I/O模型（阻塞、非阻塞、异步）的对比分析，让我重新审视了自己过去对“并发”和“并行”的理解。特别是关于系统调用的机制，作者通过精妙的对比，清晰地展示了用户态和内核态之间切换的成本与安全考量，这对于编写高性能网络服务至关重要。阅读的过程中，我不断地在脑海中将书中的理论与我日常使用的Golang的Goroutine调度、Linux的epoll机制进行映射对比，这种即时的理论与实践的碰撞，极大地提升了我的学习效率和成就感。这本书的价值不在于教你写出特定语言的代码，而在于让你理解所有代码背后的通用运行逻辑。

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我是一个喜欢带着批判性思维去阅读技术书籍的人，很多入门教材为了追求简单化往往会过度简化甚至忽略一些微妙的工程权衡。但这本书在处理那些“灰色地带”问题时表现出了极高的成熟度。例如，在讨论网络通信协议栈时，它并没有简单地罗列TCP的三次握手和四次挥手，而是花了相当篇幅去分析拥塞控制算法（如Reno和CUBIC）在不同网络环境下的表现差异，甚至提到了流量控制对整体系统吞吐量的影响。此外，书中对安全性的探讨也显得尤为实在，它没有停留在发现缓冲区溢出这种老生常谈的层面，而是进一步探讨了地址空间布局随机化（ASLR）和数据执行保护（DEP）等现代防御机制的工作原理，这让我意识到，系统安全是一个动态博弈的过程，需要对底层机制有深入理解才能构建健壮的防御体系。这种不回避复杂性、直面工程现实的态度，使得这本书的内容极具说服力和实战价值。

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这本书的装帧设计真是深得我心，拿到手里就有一种沉甸甸的质感，封面设计简约而不失大气，那种深邃的蓝色调仿佛一下子就把你拉入了浩瀚的数字世界。我尤其欣赏作者在排版上的用心，字体大小适中，行距也恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。对于初学者来说，清晰的逻辑结构是至关重要的，而这本书在这方面做得非常出色。它没有一开始就堆砌那些令人望而生畏的专业术语，而是采用了循序渐进的方式，从最基础的概念入手，逐步深入到复杂的原理层面。比如，在讲解数据表示的那一章，作者巧妙地运用了一些日常生活中常见的类比，让我这个对底层逻辑不太敏感的人也能迅速抓住核心要点。插图和图表的质量也非常高，它们不仅仅是文字的辅助，更是对抽象概念的具象化表达，比如那个关于CPU工作周期的流程图，简直是教科书级别的清晰度，让我对指令的获取、解码和执行过程有了豁然开朗的感觉。这本书的行文流畅自然，读起来丝毫没有枯燥感，更像是在听一位经验丰富的前辈娓娓道来，让人在享受阅读过程的同时，知识点也悄无声息地被吸收了。

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我最近在准备一个技术分享会，主题是关于现代计算架构的演进，原本还在为找不到一个合适的切入点而头疼，直到我翻阅了这本书的后半部分关于存储体系的那一章，简直是茅塞顿开。作者对高速缓存（Cache）层级结构以及虚拟内存机制的阐述，简直是鞭辟入里，丝毫没有流于表面的泛泛而谈。他不仅详细描绘了多级缓存的工作原理、命中率和延迟的权衡艺术，还深入分析了颠簸（Thrashing）现象的成因及其在不同操作系统下的应对策略。更让我印象深刻的是，书中对内存管理单元（MMU）的工作细节进行了细致入微的剖析，包括TLB（转换后援缓冲器）的查找过程，以及页表结构如何支撑起进程间的隔离与保护。这种深度和广度兼备的论述，完全超越了我对一本“导论”书籍的预期。对于希望深入理解程序性能瓶颈根源的开发者而言，这本书提供的底层视角是无价之宝，它让你明白，为什么有时候一行代码的修改能带来性能的巨大飞跃，那背后隐藏的正是对硬件底层机制的深刻洞察力。

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这本书的配套资源和学习体验也必须提一下。我发现作者似乎非常了解学习者的痛点，除了书本知识外，很多关键概念都配有简洁明了的伪代码示例，这比单纯的文字描述要有效得多。特别是关于编译原理和链接过程的章节，作者没有直接给出晦涩难懂的汇编代码，而是用一种高度概括的、类似流程图的伪代码来展示代码是如何被转换成可执行文件的，这大大降低了跨越编译/链接这道坎的心理门槛。而且，我注意到书中一些核心概念的定义都非常精确，这对于日后查阅和与其他技术资料进行交叉验证非常有帮助，它提供了一个扎实的、不易产生歧义的知识锚点。读完之后，我感觉自己的知识体系不再是零散的片段，而是被一条清晰的“数据流”和“控制流”的脉络串联了起来，从键盘输入到屏幕显示，每一步的幕后英雄都有了清晰的定位，这是一次非常系统且令人信服的学习旅程。

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