C++程序设计

C++程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:黑岩
出品人:
页数:549
译者:
出版时间:1995
价格:43
装帧:
isbn号码:9787030037794
丛书系列:
图书标签:
  • 一本好书
  • C++
  • 程序设计
  • 编程
  • 计算机科学
  • 算法
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具体描述

《数字时代的数据结构与算法实践》 一、本书定位与目标读者 本书《数字时代的数据结构与算法实践》旨在为软件开发者、计算机科学专业的学生以及对底层计算原理有浓厚兴趣的专业人士,提供一套系统、深入且紧密贴合现代应用场景的数据结构与算法学习指南。我们深知,在当今这个数据爆炸的时代,高效地组织、存储和处理信息的能力是构建高性能系统的基石。 本书并非停留在枯燥的理论堆砌,而是聚焦于“实践”二字。它致力于弥合理论知识与实际工程应用之间的鸿沟,引导读者理解经典算法背后的数学原理,并掌握如何在实际项目中,如高并发服务、大数据分析、人工智能模型优化中,选择和实现最优的数据结构与算法组合。 目标读者群体包括: 1. 中级及以上水平的软件工程师: 寻求优化现有代码性能,解决复杂系统中的瓶颈问题。 2. 计算机科学与工程专业学生: 需要一本兼顾深度与广度,能够支撑课程学习和未来面试准备的权威参考书。 3. 系统架构师与技术负责人: 需要对不同数据存储和处理方案的复杂度进行量化评估,以做出更优的技术选型。 二、内容结构与核心特色 本书共分为五大部分,逻辑层层递进,从基础抽象到复杂应用,构建起完整的知识体系。 第一部分:基础构建——抽象与效率的度量 本部分着重于建立严谨的分析思维框架。我们首先回顾了程序设计中必须面对的资源约束——时间和空间。 1. 复杂度分析的量化艺术: 深入剖析大O、Ω、Θ符号的严格定义及其在不同计算模型下的适用性。重点讨论了摊还分析(Amortized Analysis)在动态数组、斐波那契堆等结构中的关键作用,而非仅仅停留在最坏情况分析。 2. 内存层次结构与性能黑箱: 详细解读现代CPU的缓存机制(L1, L2, L3缓存)和内存访问延迟。我们将数据结构的操作成本与其在真实硬件上的表现联系起来,解释了为什么局部性原理(Locality of Reference)是性能优化的核心驱动力。 第二部分:核心容器的深度解析 这一部分是数据结构的核心,我们以现代编程语言的标准库实现为参照,对每种结构进行“扒皮式”的分析。 3. 线性结构的演进与权衡: 除了传统的数组和链表,我们详尽探讨了动态数组(Vector/ArrayList)的底层扩容策略,以及双向链表在实现高效迭代器(Iterator)中的关键设计。特别关注了循环链表在实现某些环形缓冲区(Ring Buffer)中的优势。 4. 树结构的高级应用: 平衡二叉搜索树的现代实践: 详细对比了AVL树、红黑树(Red-Black Tree)的设计哲学和旋转操作的几何直观解释。更进一步,本书引入了B/B+树,将其置于数据库索引和文件系统存储的宏观背景下进行讲解,阐明它们如何通过优化磁盘I/O来解决内存限制问题。 Trie树(前缀树)与压缩Trie: 不仅用于字典查找,更探讨了其在路由表查找和文本编辑器的自动补全功能中的高效实现。 5. 散列技术的艺术与陷阱: 散列表(Hash Table)的性能高度依赖于散列函数的设计。本书不仅教授如何设计良好的散列函数(如FNV-1a, MurmurHash),还深入对比了解决冲突的链式法(Chaining)与开放寻址法(Open Addressing),并重点分析了Cuckoo Hashing(布谷鸟散列)在保证平均O(1)查找时间复杂度下的优雅机制。 第三部分:算法的迭代与优化 本部分将算法置于解决实际问题的框架下进行考察。 6. 排序算法的性能边界: 除了标准的分治排序(快速排序、归并排序),本书详细分析了基数排序(Radix Sort)和桶排序(Bucket Sort)在特定数据分布下如何突破比较排序的理论下限(O(N log N)),实现线性时间排序。 7. 图论的计算几何与网络流: 最短路径的实战: 不仅覆盖Dijkstra和Bellman-Ford,更引入A搜索算法,结合启发式函数(Heuristic Function)在游戏AI和路径规划中的应用。 最大流与最小割: 侧重于Ford-Fulkerson方法及其改进算法(如Edmonds-Karp),并将其与最小费用最大流(Minimum Cost Maximum Flow)联系到资源调度问题。 8. 动态规划与贪婪策略的辨析: 重点在于识别问题的最优子结构和重叠子问题。通过具体的背包问题变体、最长公共子序列等案例,训练读者如何准确地构建状态转移方程。 第四部分:面向大规模与并发的结构 这是本书现代性的体现,专注于解决分布式系统和多核处理器环境下的挑战。 9. 并发数据结构的设计: 讨论了如何设计无锁(Lock-Free)或少锁(Minimally Locked)的数据结构。详述了原子操作(Atomic Operations)在实现高效并发队列(如Mesa Queue)中的作用,并分析了ABA问题及其解决方案。 10. 外部存储与内存映射: 深入探讨了面向磁盘I/O的数据结构,如B+树在数据库中的应用。引入跳跃列表(Skip List)作为一种替代平衡树的并发结构,它因其简单的实现和良好的并行性而在某些内存数据库中受到青睐。 第五部分:前沿探索与性能调优工具 11. 概率性数据结构: 介绍在空间受限或追求极高吞吐量场景下的“近似算法”工具,如布隆过滤器(Bloom Filter)用于快速判断成员资格,HyperLogLog用于基数估算。分析了它们引入的误差是如何被控制在可接受范围内的。 12. 性能分析与调试实践: 提供了使用Linux `perf`工具、Valgrind等工具对实际代码中数据结构和算法的性能瓶颈进行剖析的实战指导,教会读者如何将理论性能指标转化为实际的程序加速。 结语 《数字时代的数据结构与算法实践》旨在提供一把瑞士军刀,让读者不仅知其然,更知其所以然。掌握这些工具,意味着能够更自信地面对工程中的复杂挑战,写出更健壮、更高效、更具扩展性的软件系统。本书的每一章都配有基于现代实践语言(如Python和Go)实现的参考代码和复杂度分析,确保理论与代码的无缝对接。

作者简介

黑系列C++丛书

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书真的让我眼前一亮!我一直对编程很感兴趣,但 C++ 总是让我觉得望而却步,它庞大的概念和复杂的语法就像一座难以逾越的山峰。我尝试过一些其他的入门书籍,但要么讲得过于理论化,要么例子太简单,无法真正触及到核心。而《C++程序设计》这本书,从一开始就展现了一种与众不同的风格。它没有一开始就抛出一堆抽象的概念,而是循序渐进地引导读者进入 C++ 的世界。我尤其喜欢它在讲解每一个新概念时,都会配上非常详实且贴合实际的例子。这些例子不仅仅是简单的“Hello, World!”,而是能够让我感受到 C++ 的力量和灵活性。例如,在介绍类和对象时,作者并没有直接定义一个复杂的类,而是从生活中常见的“汽车”或“银行账户”等概念入手,一步步讲解如何将这些现实世界的实体抽象成 C++ 中的类,如何定义属性和行为。这种由浅入深的教学方式,让我能够非常轻松地理解抽象的概念,并且立刻就能看到这些概念在实际编程中的应用。我还能清晰地记得,在学习指针的部分,作者用了很多生动的比喻来解释内存地址和指针的关系,比如把内存想象成一排排的房间,每个房间都有一个门牌号(地址),而指针就像一个信使,手里拿着一个门牌号,可以找到对应的房间,并且可以操作房间里的东西。这种形象的比喻,彻底打消了我对指针的恐惧感,让我不再觉得它是一个神秘而危险的存在。更重要的是,这本书非常注重培养读者的编程思维,而不仅仅是记忆语法。它鼓励我去思考如何解决问题,如何设计更优雅、更高效的代码。每次看完一个章节,我都会尝试去修改书中的例子,或者自己动手写一些小项目,来巩固学到的知识。这种实践性的学习方式,让我感觉自己真正掌握了 C++,而不是仅仅停留在理论层面。这本书就像一位经验丰富的老友,耐心地引导着我,让我一步步克服困难,最终体会到编程的乐趣和成就感。

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我最近在学习 C++ 的过程中,遇到了一本让我爱不释手的书——《C++程序设计》。这本书真的让我对 C++ 的理解提升了一个新的层次。它不仅仅是告诉我 C++ 的语法规则,更重要的是,它教会我如何用 C++ 的思维去思考问题。我非常喜欢它在讲解“异常处理”时所采用的方法。它没有直接给出 try-catch 语句的语法,而是先通过一些可能会发生错误的场景,比如文件找不到、除以零等,让读者体会到异常处理的必要性。然后,它才逐步引入 throw 和 catch 关键字,以及如何定义自定义异常类。我记得作者用了一个例子,模拟一个银行转账的场景,当存款不足时,程序会抛出一个“InsufficientFundsException”异常,而接收方会捕获这个异常,并给出相应的提示。这种将异常处理与实际业务逻辑紧密结合的讲解方式,让我对异常处理的理解更加深刻,也让我意识到在编写健壮的程序时,异常处理是多么重要。另外,这本书在介绍“多线程编程”时,也做得相当不错。它没有一开始就抛出复杂的同步机制,而是先讲解了线程的基本概念,以及如何在 C++ 中创建和管理线程。然后,再逐步引入互斥锁(mutex)、条件变量(condition variable)等同步原语,并用生动的例子来演示它们的作用。我记得作者用一个“生产者-消费者”的经典模型来讲解线程同步,这让我清晰地理解了如何避免多个线程同时访问共享资源而导致的数据不一致问题。这本书真正做到了“授人以鱼不如授人以渔”,它不仅教会了我 C++ 的知识,更教会了我如何学习 C++,如何独立解决编程中的问题。

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我必须说,《C++程序设计》这本书的内容组织方式是我见过最令人印象深刻的之一。它不是那种堆砌大量概念和术语的书,而是非常注重逻辑性和连贯性。从最基础的变量、数据类型开始,到运算符、控制流,再到函数、数组、字符串,这本书的每一个章节都承接得非常自然。你不会觉得突然冒出来一个你完全不理解的概念。我特别欣赏它在讲解流程控制语句(如 if-else, for, while)时,不仅仅是给出了语法,更重要的是解释了它们在解决实际问题中的应用场景。例如,在讲解循环语句时,作者通过一系列的例子,从计算累加和到遍历数组元素,再到实现更复杂的模式打印,让我深刻理解了循环的强大功能。我记得有一个章节,是关于二维数组的应用,作者用它来演示如何处理一个简单的游戏棋盘,如何通过循环和条件判断来模拟玩家的移动和棋子的状态变化。这个例子让我第一次体会到,原来 C++ 可以如此直观地用来构建一些有趣的应用。此外,这本书在引入面向对象编程(OOP)概念时,也做得非常出色。它没有一开始就抛出“封装、继承、多态”这些术语,而是先通过一些简单的类设计,让读者体会到类的好处,然后再逐步引入这些核心概念,并用非常清晰的图示和代码示例来解释它们。我尤其喜欢它在讲解“继承”时,用“动物”这个例子,展示了不同动物(如狗、猫)如何继承“动物”类的通用属性(如名字、年龄)和行为(如吃、睡),同时又拥有自己独特的特性(如狗会叫,猫会喵)。这种由具体到抽象,再由抽象回到具体的过程,让我对 OOP 有了非常透彻的理解。而且,书中的代码风格也非常统一,易于阅读和理解,这对于初学者来说至关重要,可以避免一开始就养成不良的编程习惯。总而言之,这本书为我打开了 C++ 的大门,并且让我对未来的学习充满了信心。

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在阅读《C++程序设计》之前,我对 C++ 的理解更多停留在“语法层面”,而这本书则让我看到了 C++ 的“灵魂”。它不仅仅是枯燥的语法讲解,更注重对 C++ 核心理念的传递。我非常喜欢它在讲解“面向对象编程(OOP)”时所采用的“接口”和“抽象基类”的理念。它没有一开始就抛出“多态”这个词,而是先通过“动物”和“图形”等例子,让读者体会到抽象基类的作用,以及如何通过纯虚函数来实现接口。我记得作者用一个“形状”的抽象基类,然后派生出“圆形”、“矩形”等具体类,并要求它们都实现一个 `draw()` 虚函数。通过调用指向基类的指针,可以动态地调用不同子类的 `draw()` 方法,从而实现多态。这种从具体到抽象,再到多态的循序渐进的过程,让我对 OOP 的理解更加深刻。这本书还非常注重“设计模式”的应用,虽然它没有专门开辟一个章节来讲解设计模式,但在讲解类的设计和组织时,它会自然地融入一些设计模式的思想。例如,在讲解工厂模式时,它通过一个创建不同类型对象的例子,让我体会到工厂模式的灵活性和可扩展性。这种将设计模式融入到日常讲解中的方式,让我能够更加自然地理解和运用这些重要的设计思想。总而言之,这本书不仅为我提供了 C++ 的知识,更重要的是,它帮助我建立起了一种面向对象的编程思维,让我能够设计出更具鲁棒性、可扩展性和可维护性的软件。

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我一直认为,一本优秀的编程书籍,其价值不仅仅在于教授语法,更在于它能否激发读者的学习热情和创造力。《C++程序设计》这本书无疑做到了这一点。它从一开始就让我感受到 C++ 的强大之处,并且让我对编程产生了浓厚的兴趣。我印象最深的是,在讲解“文件操作”时,作者提供了一个非常有趣的例子:编写一个程序,读取一个文本文件,统计其中单词的出现频率,并按照频率排序输出。这个例子不仅让我学会了如何进行文件的读写,更让我体会到 C++ 在处理实际数据时的便利性。通过这个小小的程序,我仿佛看到了 C++ 的“魔力”,它能够帮助我处理海量的数据,并且将它们变得井井有条。这本书在讲解“指针”和“内存管理”时,做得非常细致。它并没有回避 C++ 的复杂性,而是坦诚地将其呈现出来,并给出清晰的解释和实用的技巧。我记得作者用“内存地址就像房子的门牌号,指针就像一张写着门牌号的纸条”这样的比喻,帮助我理解了指针的本质。并且,在讲解动态内存分配时,它详细介绍了 new 和 delete 的用法,以及如何避免内存泄漏,这些都是 C++ 编程中非常关键的知识点。此外,本书在引入“STL”(Standard Template Library)时,也做得非常到位。它并没有把 STL 作为一个独立的章节来讲解,而是将 STL 的各种容器(如 vector, list, map)和算法(如 sort, find)自然地融入到各个章节的讲解中,让读者在不知不觉中就学会了如何使用这些强大的工具。例如,在讲解数组和字符串时,它会同时介绍 vector 和 string 的用法,并对比它们的优劣。这种将理论知识与实际工具相结合的教学方式,让我受益匪浅。这本书为我提供了解决问题的强大工具箱,让我能够更加自信地去面对复杂的编程挑战。

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我一直认为,一本好的编程书籍,应该能够帮助读者建立起良好的编程习惯。《C++程序设计》这本书在这方面给我留下了深刻的印象。它不仅仅是在教授 C++ 的语法,更重要的是,它在讲解每一个知识点时,都强调了代码的规范性和可读性。我非常喜欢它在讲解“命名规范”和“代码风格”时的建议。它鼓励读者使用有意义的变量名和函数名,并且提倡统一的代码缩进和排版方式。这些看似微小的细节,对于编写高质量的代码来说至关重要。我记得作者用了一个对比的例子,展示了两种不同的代码风格:一种是杂乱无章,另一种是清晰有序。通过这个对比,我深刻地认识到,良好的代码风格能够极大地提高代码的可读性和可维护性。此外,这本书在介绍“调试技巧”时,也做得非常实用。它不仅仅介绍了常见的调试工具(如 gdb),更重要的是,它分享了一些常用的调试思路和方法。我记得作者用了一个例子,演示了如何通过“断点”、“单步执行”和“查看变量值”等方式来定位和解决程序中的 bug。这些实用的调试技巧,让我能够更高效地找出代码中的错误,并且提高了我的解决问题的能力。总而言之,这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一本关于如何成为一名优秀程序员的指南,它为我提供了一个学习 C++ 的良好开端,并帮助我养成了一些受益终身的编程习惯。

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自从我接触编程以来,就一直对 C++ 的性能优化和底层细节充满好奇。《C++程序设计》这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅教会我如何编写功能正确的 C++ 代码,更重要的是,它引导我思考如何编写更高效、更优化的 C++ 代码。我非常喜欢它在讲解“内存模型”和“数据对齐”时的深入剖析。它并没有回避 C++ 的底层细节,而是用清晰的图示和通俗易懂的语言,解释了变量在内存中的存储方式,以及数据对齐对程序性能的影响。这让我对 C++ 的内存管理有了更深刻的理解,也为我后续的学习打下了坚实的基础。另外,这本书在介绍“运算符重载”和“成员访问控制”时,也做得非常到位。它不仅仅给出了语法,更重要的是解释了它们在 C++ 中扮演的角色,以及如何利用它们来编写更优雅、更易于维护的代码。我记得作者用一个“复数”类来演示运算符重载,让用户可以像使用基本数据类型一样使用复数进行加减乘除运算。这让我体会到,通过运算符重载,可以大大提升代码的可读性和表现力。而成员访问控制(public, protected, private)的讲解,则让我理解了如何通过封装来保护对象的内部状态,以及如何设计出更健壮的类。总而言之,这本书为我打开了 C++ 的“内功心法”,让我能够从更深层次去理解和运用 C++。

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我一直认为,学习一门编程语言,最好的方式就是通过大量的实践和实战。《C++程序设计》这本书恰恰满足了我这一需求。它不仅仅提供了大量的代码示例,更重要的是,它鼓励读者去动手实践,去修改和扩展这些例子。我记得在学习“递归”时,作者不仅讲解了递归的原理,还提供了一个非常有趣的例子,用递归来生成“斐波那契数列”,并且还提供了一个挑战:如何优化这个递归算法,使其效率更高。这个挑战让我绞尽脑汁,但也正是通过这个过程,我深刻理解了递归的优缺点,以及如何进行算法优化。这本书在讲解“数据结构”时,也做得非常细致。它不仅仅介绍了数组、链表、栈、队列等基本数据结构,还详细讲解了它们在 C++ 中的实现方式,以及它们各自的优缺点和适用场景。我记得在讲解“二叉查找树”时,作者通过图形化的方式展示了树的插入、查找和删除过程,这让我对树的理解更加直观。而且,它还提供了一个完整的二叉查找树的实现代码,并且鼓励读者去测试和修改。这种从原理到实践,从理论到代码的完整过程,让我在学习数据结构时,不仅理解了概念,更掌握了实现技巧。这本书就像一位亦师亦友的伙伴,在我学习 C++ 的道路上给予了我极大的帮助和鼓励。

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自从我开始深入学习 C++ 以来,接触了不少书籍,但《C++程序设计》这本书无疑是其中最让我印象深刻的一本。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的向导,带领我一步步探索 C++ 的奥秘。我尤其欣赏它在讲解“函数指针”和“函数对象(仿函数)”时的处理方式。这些概念对于初学者来说可能有些抽象,但这本书通过精心设计的例子,让我能够轻松地理解它们的用途和实现。例如,在讲解函数指针时,它用了一个例子,让用户输入一个操作符(加、减、乘、除),然后根据用户输入调用相应的函数来执行计算。这让我看到了函数指针在实现回调函数和构建灵活的程序结构方面的巨大潜力。而对于函数对象,它通过一个排序的例子,展示了如何自定义排序规则,这让我体会到函数对象在 C++ 中扮演的“行为参数”的重要角色。这本书的另一大亮点在于,它在介绍“模板”概念时,做得非常出色。它没有一开始就抛出“泛型编程”这些术语,而是从函数模板开始,逐步过渡到类模板。我记得作者用一个通用的 `max` 函数来演示函数模板的威力,它可以比较任意两个可比较的数据类型的大小。然后,再通过 `vector` 和 `list` 等容器的讲解,自然地引出类模板的概念。这种由点到面,循序渐进的教学方法,让我在不知不觉中就掌握了模板编程的核心思想。这本书让我明白,C++ 的强大之处不仅在于其底层的控制能力,更在于它提供的高级抽象机制,能够帮助我们编写出更简洁、更高效、更易于维护的代码。

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坦白说,在拿到《C++程序设计》这本书之前,我对 C++ 的印象一直停留在“难学”、“门槛高”这两个标签上。我尝试过许多不同的学习资源,但总感觉无法真正抓住 C++ 的精髓。然而,这本书彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本教程,更像是一位循循善诱的导师。它的语言风格非常友好,没有那些冗长、晦涩的学术术语,而是用一种非常平实的语言来解释复杂的概念。我记得在学习“字符串”的处理时,作者并没有只关注 C++ 标准库提供的 string 类,还花了很多篇幅讲解 C 风格的字符串处理,这让我能够更深入地理解字符串在内存中的表示方式,以及不同处理方式的优缺点。这种对底层细节的关注,对于真正掌握 C++ 来说是至关重要的。还有,在讲解“函数”时,作者不仅介绍了函数的定义和调用,还详细讲解了函数重载、递归函数等高级特性,并通过实际的例子来展示它们的应用。例如,递归函数那部分,作者用计算阶乘的例子,清晰地展示了递归调用的过程,以及如何通过基线条件来避免无限循环。这种深入浅出的讲解方式,让我能够理解那些看似复杂的概念。这本书最大的优点在于,它非常注重“为什么”。它不仅告诉你“怎么做”,更重要的是告诉你“为什么这样做”。例如,在介绍“const”关键字时,它解释了为什么要在变量前加上 const,以及它在提高代码安全性和可读性方面的好处。这种对“为什么”的解释,能够帮助读者建立起更深层次的理解,而不是死记硬背。总的来说,这本书为我提供了一个坚实的 C++ 基础,让我能够自信地去探索更高级的主题。

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