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出版者:四川科学技术出版社

作者:周兰

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2007-2

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787536433809

丛书系列:

图书标签:

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《数据结构与算法：理论与实践》 图书简介 本书深入探讨了计算机科学的基石——数据结构与算法，旨在为读者构建坚实的理论基础并掌握在实际工程中应用这些核心概念的能力。我们不再局限于简单的概念介绍，而是力求揭示不同数据组织方式背后的数学原理及其对程序性能的深远影响。 第一部分：基础理论与计算模型 本部分首先确立了理解算法效率和复杂度的数学框架。 第一章：计算模型与问题定义 我们将从图灵机模型的简化视角出发，介绍计算理论的基本概念，而非过多纠缠于形式化定义。重点在于理解“可计算性”的边界。接着，详细阐述算法分析的基石——渐近分析（Asymptotic Analysis）。我们详细区分大O、大Omega和Theta符号的精确含义，通过大量的函数比较实例（如$n^2$ vs $nlog n$ vs $2^n$），帮助读者建立对不同增长率的直观认识。我们引入最坏情况、最好情况和平均情况分析的实际意义，并探讨了如何通过摊还分析（Amortized Analysis）来评估那些操作成本波动较大的数据结构的整体性能。 第二章：递归与分治策略 递归是算法设计中强大的工具。本章不仅教授如何定义递归关系，更重要的是深入讲解如何使用主定理（Master Theorem）来求解不同形式的递推关系，从而快速确定分治算法的复杂度。我们将以归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）为例，细致剖析它们在不同输入情况下的性能差异，并探讨随机化快速排序如何通过概率分析来保证平均线性对数时间的性能。 第二部分：核心数据结构详解 本部分聚焦于不同类型数据的高效组织方式，强调其内部机制和适用场景。 第三章：线性结构的高级应用 除了基础的数组和链表，本章重点剖析栈（Stack）和队列（Queue）在高级应用中的角色。我们不仅讨论其标准实现，还深入探讨双端队列（Deque），并展示如何利用它来高效解决滑动窗口最大值等问题。对于链表，我们将详细分析哨兵节点（Sentinel Nodes）的使用及其对插入和删除操作边界条件处理的简化作用。 第四章：树与层次结构 树结构是处理层级数据的关键。本章从基础的二叉树遍历（前序、中序、后序的迭代与递归实现）开始，迅速过渡到自平衡树。我们将用详尽的图示讲解AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的旋转操作（左旋、右旋）和重新着色规则。特别是红黑树，我们将侧重于其为什么能在$O(log n)$时间内保持平衡，以及实际编程语言标准库中如何实现它们。此外，还会介绍B树及其在数据库和文件系统中的应用，解释其低矮结构如何优化磁盘I/O。 第五章：堆与优先级队列 堆是实现高效优先级队列的核心。我们不仅讲解二叉堆的构建（Heapify过程的线性时间复杂度证明），更深入剖析斐波那契堆（Fibonacci Heap）的结构和复杂性。虽然斐波那契堆的实现非常复杂，但理解其延迟操作（如合并、减小键值）如何通过结构技巧实现$O(1)$的摊还时间，对于理解高级图算法至关重要。我们将展示堆在Dijkstra算法和Prim算法中的核心作用。 第六章：散列表（Hash Tables）的深度解析 散列表是查找效率的典范，但其性能高度依赖于哈希函数的设计。本章将超越简单的取模运算，深入探讨理想哈希函数的特性。我们将详细对比处理冲突的两种主要方法：链地址法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing），并分析后者在线性探测、二次探测和双重哈希下的聚集效应（Clustering）。最后，我们介绍一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统中的应用，它如何最小化节点增减对缓存负载的影响。 第三部分：高级算法与设计范式 本部分侧重于解决复杂问题的系统化方法。 第七章：图论基础与遍历算法 图是表示相互连接实体的最通用模型。本章详细介绍图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并重点分析广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的机制及其在连通性判断、拓扑排序中的应用。我们将用严谨的语言描述拓扑排序的Kahn算法（基于入度）和DFS方法，并强调其在项目调度中的必要性。 第八章：最短路径与网络流 本章专注于图中最优化问题的求解。我们将详细推导Dijkstra算法的正确性，并探讨它在存在负权边时的局限性。随后，我们将介绍Bellman-Ford算法，重点分析其如何通过迭代来检测负权环。对于更复杂的单源最短路径问题，我们会引入Floyd-Warshall算法，展示其动态规划的本质。最后，本章将触及最大流/最小割定理，介绍Ford-Fulkerson方法及其基于增广路径的迭代过程。 第九章：动态规划（Dynamic Programming, DP）的构建 动态规划是解决重叠子问题和最优子结构问题的艺术。本章将系统地介绍DP的设计流程：识别最优子结构、定义状态、建立状态转移方程。我们将通过经典的背包问题（0/1与完全背包）、最长公共子序列（LCS）和矩阵链乘法来巩固读者的理解。重点在于如何通过自底向上的表格填充来避免指数级的重复计算。 第十章：贪心算法与近似算法 贪心算法虽然简单，但其正确性需要严格证明。我们将通过霍夫曼编码（Huffman Coding）的构建过程，展示如何利用局部最优选择导向全局最优。本章也会讨论活动安排问题和最小生成树（MST）的Kruskal与Prim算法，并证明其贪心选择的性质。对于NP难问题，我们将简要介绍近似算法的概念，例如在旅行商问题（TSP）中，如何设计一个可接受误差的近似解法。 附录：实践与工具 附录部分将指导读者如何将在理论中学到的知识转化为高效的代码实践，包括使用 C++ STL 中的容器实现特定数据结构，以及在解决竞赛编程问题时如何快速选择和优化算法。 本书的编写风格注重逻辑的严密性和数学证明的清晰性，目标是让读者不仅“会用”算法，更能“理解”算法为何有效，以及在面对未曾见过的复杂问题时，能够独立设计出高效的解决方案。

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**评价三：一部令人心碎的家族编年史** 这本书以一种近乎冷峻的、记录式的笔触，描绘了一个横跨近一个世纪的东欧家族的兴衰史。它没有宏大的战争场面或戏剧性的情节转折，所有的冲突都内化在家庭成员之间那些微小、却具有毁灭性的互动中。叙事结构非常精巧，它采用了一种非线性的时间跳跃方式，让读者像拼图一样，从不同后代的记忆碎片中重构出祖辈那些被刻意尘封的秘密。这种手法带来的情感冲击力是巨大的，因为我们看到的不是一个完美的“历史版本”，而是充满了谎言、误解和痛苦的真实人际关系网。我尤其被主人公萨拉对她母亲那种复杂的情感所吸引——既有深刻的爱，又有对她刻意保持的沉默的无尽怨恨。语言处理得极为克制，作者很少直接告诉读者“他们很痛苦”，而是通过对某个旧物件的细致描绘，或者对一个重复出现的梦境的暗示，将那种挥之不去的压抑感渗透到每一页纸中。读完后，我感到一种深沉的疲惫，仿佛自己也一同经历了那个家族所有的爱与失落，这是一次非常沉重但绝对值得的阅读体验。

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**评价五：一场关于古代密码学的奇幻冒险** 这本书就像是《达·芬奇密码》与《国家宝藏》的深度结合体，但其核心是对古代信息加密技术历史的全面梳理。故事围绕一个失落的拜占庭修道院中发现的一系列神秘手稿展开，这些手稿据称包含了某种可以揭示历史真相的终极代码。作者成功地将枯燥的密码学概念——比如维吉尼亚密码、恩尼格玛机的工作原理，甚至是早期手写体中隐藏的视觉错位——融入到紧张刺激的寻宝叙事中。最吸引人的是，作者对于不同历史时期加密者与解密者之间智力博弈的描绘，极富画面感和紧张感。比如，书中对中世纪炼金术士如何利用宗教文本的结构作为掩护来传递政治信息的描述，细致入微，让人拍案叫绝。更妙的是，作者并未将古老的密码技术浪漫化，而是清晰地展示了它们在特定历史背景下的实用性和局限性。阅读过程中，我好几次停下来，试图自己破解书中给出的简单谜题，那种与书中“解密者”并肩作战的参与感，让整本书的阅读体验充满了乐趣和智力上的挑战。

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**评价四：极简主义设计的理论与实践指南** 我一直对设计和建筑领域的“少即是多”哲学很感兴趣，而这本书可以说是将这一理念进行了最彻底的梳理和应用。它不像市面上那些充斥着漂亮图片和浮夸口号的“设计美学”书籍，而是一本非常硬核的理论著作。作者从古希腊的几何学基础谈起，逐步深入到现代主义建筑师如何运用光影和留白来构建空间心理学。书中对“负空间”（Negative Space）的分析尤其精彩，作者认为真正的设计力量不在于你添加了什么，而在于你如何巧妙地处理未被占据的空间，这如何引导观看者的注意力和感知。书中的论证逻辑非常严密，充满了对康德哲学和现象学思想的引用，这使得它读起来更像是一篇学术论文，而非一本面向大众的读物。它的插图极少，而且大部分都是简单的线条图和剖面图，旨在强迫读者用自己的想象力去构建概念，而不是依赖视觉辅助。对于那些寻求深刻设计思想、而非快速技巧的专业人士来说，这本书是不可多得的深水区读物，它教会你如何“看见”而不是仅仅“观看”。

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**评价一：一本令人深思的科幻史诗** 我最近读完的这本书，完全颠覆了我对传统叙事手法的认知。它不像那种开篇就直奔主题的快餐文学，而是像一位技艺精湛的钟表匠，极其缓慢而精准地打磨着每一个齿轮。故事背景设定在一个后人类纪元，文明的碎片散落在被遗忘的星系边缘，而主角——一个被植入了远古AI记忆碎片的“拾荒者”——的任务，是拼凑出地球毁灭的真相。作者在构建这个宏大世界的过程中，对“存在”与“意义”进行了极其深刻的哲学探讨。书中大量的篇幅用于描绘角色内心的挣扎与外部环境的压抑感，比如对机械义体与血肉之躯边界模糊的描写，以及对信息熵增与文明衰亡的类比，都让人读完后久久不能平静。我尤其欣赏作者对语言的运用，很多句子本身就像诗歌一样，充满了意象和隐喻，需要反复咀嚼才能体会其深层含义。虽然叙事节奏略显缓慢，有时甚至会让人感觉有些晦涩难懂，但一旦你沉浸其中，那种被复杂人性与宇宙尺度所震撼的感觉，是其他任何作品都难以比拟的。这本书更像是一次智力上的探险，而非简单的阅读享受。

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**评价二：烹饪界的“圣经”——对食材的终极礼赞** 如果你想找一本纯粹的食谱书，那么你很可能会对我推荐的这本书感到失望。然而，如果你渴望理解“烹饪”背后的文化、历史和科学原理，那么这简直就是一本无价之宝。作者显然不是一个只关注摆盘和步骤的厨师，他更像是一位美食人类学家。书中花了整整三分之一的篇幅来探讨不同地域的土壤如何影响香料的风味，以及微生物在发酵过程中扮演的“幕后英雄”角色。我记得有一章详细解析了“鲜味”（Umami）在不同亚洲文化中被认知和利用的细微差别，这种深度令人咋舌。其中穿插着许多第一手的田野调查笔记，比如作者在秘鲁安第斯山脉记录当地人如何利用高海拔的低温来自然保存土豆的传统方法。文字风格非常朴实、严谨，充满了对食材本身的敬畏之情，几乎没有花哨的辞藻，但每一个描述都充满了力量感，仿佛能透过文字闻到炉火的烟熏味。我尝试按照书中的方法重新制作了一次法式高汤，其层次感和复杂性远超我过去十年的经验总和，让我彻底明白了“慢工出细活”的真正含义。

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简单实用。

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