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出版者:上海科学普及出版社

作者:赵青杉朱长久

出品人:

页数:232

译者:

出版时间:2006-3

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787542732453

丛书系列:

图书标签:

• 数据结构
• 算法
• 计算机科学
• 编程
• 数据存储
• 数据组织
• 基础
• 教材
• 学习
• 考研

《数据结构》 本书并非探讨抽象的、纯理论的数据结构概念，而是聚焦于在实际编程开发中，如何有效地组织、存储和管理海量数据的艺术与科学。我们将带领读者深入理解那些在软件工程基石中扮演着至关重要角色的数据组织方式，以及它们如何直接影响程序的性能、可维护性和可扩展性。 核心内容概览： 1. 效率的基石——数组与链表： 数组： 我们将从最基础的数组类型出发，深入剖析其内存布局、访问机制以及在不同编程语言中的实现差异。重点将放在如何利用数组的连续性实现高效的随机访问，同时也会探讨其在元素插入和删除时可能面临的性能瓶颈。我们将通过实际案例，例如实现一个动态数组（ArrayList）或一个固定大小的缓冲区，来生动展示数组的应用场景和优化技巧。 链表： 相对数组的固定性，链表以其灵活的节点连接方式提供了动态数据存储的另一种强大选择。本书将详细介绍单向链表、双向链表和循环链表，阐述它们在节点插入、删除以及遍历操作上的优势。我们将构建一个链表管理器，用于处理日志记录、任务调度队列等场景，并对比其与数组在不同操作下的性能表现。 2. 树形结构的奥秘——层次化数据的组织： 二叉树与二叉搜索树： 探索以节点和分支构建的层次化数据模型，理解二叉树的遍历方式（前序、中序、后序）及其在表达式求值、文件系统模拟等方面的应用。特别关注二叉搜索树（BST）的查找、插入和删除操作，以及其平均和最坏情况下的时间复杂度。 平衡二叉搜索树（AVL树、红黑树）： 深入剖析如何通过自平衡机制解决普通二叉搜索树可能出现的退化问题，确保查找效率始终保持在对数级别。我们将讲解AVL树和红黑树的旋转和重着色算法，理解它们在数据库索引、内存管理等高性能系统中的关键作用。 多路搜索树（B树、B+树）： 探讨在磁盘I/O开销较大的场景下，如何设计出能够高效处理大量数据的多路搜索树。我们将重点分析B树和B+树在文件系统和数据库索引中的应用，理解其节点扇出（fanout）和高度优化的设计理念。 3. 图论的魅力——网络与关系的建模： 图的表示方法： 学习如何使用邻接矩阵和邻接表两种主要方式来表示图的结构，并分析它们在空间和时间复杂度上的优劣。 图的遍历算法： 详细讲解广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），并展示它们在寻路、连通分量查找、拓扑排序等问题中的应用。 最短路径算法： 深入研究Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法，理解它们如何找到图中的最短路径，以及在网络路由、交通规划等领域的重要性。 最小生成树算法： 探索Prim算法和Kruskal算法，学习如何构建图的最小生成树，并将其应用于通信网络设计、电力网络布线等优化问题。 4. 散列的智慧——高效查找的捷径： 散列表（哈希表）： 讲解散列函数的设计原则，以及如何处理散列冲突（如链地址法、开放寻址法）。我们将实现一个简单的散列表，用于快速查找、插入和删除操作，并对比其与树形结构的性能差异。 应用场景： 探讨散列表在缓存实现、唯一值统计、频率计数等实际场景中的广泛应用。 5. 排序的艺术——数据组织的效率提升： 基本排序算法： 复习冒泡排序、插入排序、选择排序等基础算法，分析其时间复杂度，并理解其在数据量较小时的适用性。 高级排序算法： 深入学习快速排序（QuickSort）和归并排序（MergeSort）的递归实现和优化，理解其分而治之的思想和O(n log n)的平均时间复杂度。 堆排序（HeapSort）： 讲解堆（Heap）的概念，以及如何利用最大堆或最小堆实现高效的堆排序。 特定场景排序： 简要介绍计数排序（CountingSort）和桶排序（BucketSort）等非比较排序算法，以及它们在特定数据分布下的性能优势。 本书特色： 实战导向： 每一章节都配以丰富的代码示例，语言涵盖主流的编程范式，鼓励读者动手实践，将理论知识转化为解决实际问题的能力。 深入剖析： 不仅仅是介绍算法，更侧重于分析其背后的原理、时间与空间复杂度、以及在不同场景下的适用性。 性能优化： 引导读者关注算法的效率，学习如何根据具体需求选择最合适的数据结构和算法，以达到最优的性能表现。 循序渐进： 内容从基础概念逐步深入到复杂结构，适合具有一定编程基础，希望系统提升数据处理能力的开发者。 掌握本书所介绍的数据结构与算法，将使您能够设计出更加高效、健壮、可维护的软件系统，在面对日益复杂的数据挑战时，游刃有余。

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这本书的附录和延伸阅读部分，绝对是超乎预期的宝藏。很多专业书籍的作者会把精力集中在核心章节，对后续的补充材料敷衍了事，但这本书的作者显然不满足于此。附录部分不仅提供了详尽的数学推导过程（那些在正文为了保持流畅度而被简化或省略的细节），还针对不同专业背景的读者设计了定制化的学习路径。例如，对于偏向工程实践的读者，有一个专门的章节详细介绍了如何将书中的算法应用于主流编程语言的库实现；而对于理论研究者，则列举了最新十年的相关顶级会议论文。更让人惊喜的是，作者在最后留下了一个开放性的思考题，鼓励读者去探索尚未被完全解决的问题。这种既扎实又富有前瞻性的收尾方式，让我感觉这本书不是一个终点，而是一个强劲的、指向未来的发射台，激发了我想要继续深入探索的强烈愿望。

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这本书中包含的案例分析和实际应用场景的描述，丰富到令人咋舌的程度。它似乎把目光投向了我们日常生活的每一个角落，从交通系统的调度优化，到大型互联网公司的后台架构设计，再到基因测序中的数据处理流程，无所不包。而且，这些案例都不是简单地罗列数据或公式，而是深入到背后的决策逻辑和权衡取舍。作者非常坦诚地展示了理论在真实世界中会遇到的种种限制和妥协，这使得这本书显得异常真实和接地气。我尤其欣赏它对“失败案例”的探讨，它没有回避那些走不通的路径，反而将这些“弯路”展示出来，让读者明白，完美的理论模型往往需要付出巨大的代价才能在现实中落地。通过这些鲜活的例子，我仿佛拥有了一双透视复杂系统的眼睛，能够快速地识别出不同问题背后的相似结构，极大地提升了我解决实际问题的直觉和能力。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配上银白色的抽象几何图形，立刻就给人一种沉静而又充满智慧的联想。我刚拿到手的时候，甚至舍不得马上打开它，只是反复摩挲着封面的纹理，感觉它本身就像是一件艺术品。内页的纸张质量也相当出色，触感温润，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。装帧工艺看得出非常用心，书脊的平整度完美，翻阅起来手感轻盈流畅，即使是翻到比较靠后的章节，也不会有那种书页松散的感觉。排版方面，字体的选择和行间距的拿捏堪称一绝，既保证了信息密度的同时，又留出了足够的呼吸空间，使得复杂的概念在视觉上得以清晰地梳理和呈现。这种对细节的极致追求，让我对书中内容的期待值瞬间拉满了，它传递出的信息是：这本书是经过精心打磨和深思熟虑后才呈现在读者面前的，绝非粗制滥造的快餐读物。整体而言，从触感到视觉，这本书在物理层面上就提供了一种高级的阅读体验，让人从翻开书本的那一刻起，就进入了一种专注而沉浸的状态。

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我必须指出，这本书的结构设计堪称精妙的建筑蓝图。它不像有些书籍那样，堆砌知识点，导致读者在阅读过程中迷失方向。这本书的每一章、每一个小节，都像是精密仪器中的一个齿轮，紧密咬合，环环相扣，推动着整体逻辑的向前发展。作者似乎深谙“搭建”的艺术，从最基础的砖石开始，层层递进，稳固地构建起一个宏大的知识体系。你甚至能在阅读到后半部分时，回望前半部分的内容，会产生一种豁然开朗的感觉，发现那些看似独立的知识点，其实早已在你不知不觉中被巧妙地串联起来了。这种全局观的构建能力，是真正的大师手笔。阅读过程中，我常常会停下来，不是因为我不理解，而是因为我被作者构建的逻辑链条的完美无瑕所震撼。它教会我的不仅仅是知识本身，更是一种系统性思考问题的框架和方法论，这种内在的组织能力，比书本上写下的任何具体规则都更为宝贵。

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这本书的叙事风格简直就像是一位经验丰富的老者，在壁炉旁，用他那低沉而富有磁性的嗓音，为你娓娓道来那些看似枯燥的原理。它的语言不是那种教科书式的干巴巴的陈述，而是充满了类比和生活化的场景构建。比如，在介绍某个抽象概念时，作者会突然跳脱出来，引用一段莎士比亚戏剧中的片段，或者描绘一幅文艺复兴时期的市井生活图景，这种跨领域的联想能力，极大地降低了理解门槛。我尤其欣赏它在解释困难点时的耐心和幽默感，那种“我懂你在这里会卡住，所以我们换个角度再看一次”的体贴，让人感到作者不是高高在上的权威，而是一个真诚的引路人。有几次我看到深夜，因为一个关键段落的阐述过于精妙，我甚至会忍不住轻声笑出来，那笑声里既有“原来如此”的顿悟，也有被作者的文采所折服的赞叹。这本书的情感温度是适中的，既有学术的严谨性作为骨架，又被富有生命力的文字赋予了血肉，让阅读过程变成了一场愉快的智力探险，而不是一次痛苦的知识灌输。

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