数据抽象和问题求解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:普里查德

出品人:

页数:700

译者:

出版时间:2007-5

价格:79.80元

装帧:

isbn号码:9787302149392

丛书系列:国外经典教材·计算机科学与技术

图书标签:

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好的，这是一份针对一本名为《数据抽象和问题求解》以外的书籍的详细简介，字数约为1500字。 --- 《高级算法设计与分析：效率、复杂性与前沿应用》 前言：探索算法的边界 在现代计算领域，算法是驱动一切的基础。从支撑全球通信网络的复杂路由协议，到实现前沿人工智能的深度学习框架，算法的质量和效率直接决定了系统的性能与可行性。本书《高级算法设计与分析：效率、复杂性与前沿应用》并非一本基础算法入门读物，而是为具备扎实数据结构和基础算法知识的读者精心准备的进阶指南。我们深入探讨那些在处理大规模、高复杂度问题时不可或缺的核心技术、理论框架以及最新的研究方向。本书旨在将读者从“知道如何实现”提升到“理解为何如此设计，以及如何优化其内在性能”。 第一部分：核心理论与设计范式深化 本书首先对算法分析的理论基础进行了复习与深化，重点聚焦于渐近分析的高级应用，特别是针对平均情况复杂度（Average-Case Complexity）的精确度量，这在实际应用中往往比最坏情况分析更为重要。 第1章：高级复杂度理论与下界分析 本章详细剖析了计算复杂性理论的核心概念，包括P、NP、NP-完全性（NP-Completeness）的严格证明方法和归约技巧。我们不仅复习了经典的NP-完全问题（如旅行商问题、背包问题），还引入了更现代的复杂性类，例如随机化复杂性类（BPP, RP），以及量子计算模型下的复杂性考虑。重点讨论了不可约性（Inapproximability）理论，阐述了为何某些问题在多项式时间内无法获得高质量近似解的理论依据。 第2章：经典范式的精细调优 分治法、贪心算法和动态规划是算法设计的三大支柱。本章着重于这些范式的复杂应用场景。在动态规划部分，我们探讨了非标准状态定义和状态压缩技术，例如使用“轮廓线动态规划”（Profile DP）解决二维网格问题。对于分治法，我们深入研究了“最优二分搜索树”的构造，以及在数据流模型下，如何应用分治思想进行高效处理。贪心算法部分，我们将重点放在了“局部最优保证”的证明上，并对比了在不同约束条件下，贪心算法与精确算法的性能权衡。 第3章：随机化算法与概率分析 随机化在算法设计中扮演着日益重要的角色。本章系统介绍了蒙特卡洛算法和拉斯维加斯算法。我们将详细分析快速排序的期望复杂度分析（通过使用期望的线性性），以及Karger的最小割算法的成功概率分析。此外，本章还引入了哈希函数的高级构造（如一致性哈希、完美哈希），用以在实际工程中实现平均时间复杂度的保证。 第二部分：图论算法的前沿拓展 图算法是算法领域最活跃的分支之一。本书将图论算法的关注点从基础连通性、最短路径扩展到现代网络分析所需的高级技术。 第4章：网络流理论的高级应用 我们超越了Ford-Fulkerson和Edmonds-Karp算法，重点研究了最高效的算法，如Dinic算法和Push-Relabel算法，并分析了它们在稀疏图和稠密图上的性能差异。本章深入探讨了多商品流问题（Multi-commodity Flow）的线性规划松弛方法，以及如何利用割/流对偶性解决资源分配优化问题。 第5章：图的结构与近似算法 对于NP-hard的图优化问题（如最大割、最小反馈弧集），精确解往往不可得。本章聚焦于如何构造具有良好性能保证的近似算法。例如，Goemans-Williamson的半定规划（SDP）松弛方法，用于求解最大割问题，并证明了其0.878的近似比。此外，我们还探讨了参数化复杂度（Parameterized Complexity）在图上的应用，例如如何高效地解决具有小“茎干”或小“树宽”的图问题。 第6章：几何算法与空间数据结构 几何算法在计算机图形学、机器人学和地理信息系统（GIS）中至关重要。本章介绍了计算几何中的基础算法，如凸包的计算、平面分割（Planar Subdivision）的维护。重点在于高级空间数据结构，如k-d树、R树的构建与查询优化，以及如何处理在线和动态环境下的最近邻搜索问题（Nearest Neighbor Search, NNS）。 第三部分：面向大规模数据的算法挑战 随着数据量的爆炸式增长，传统算法往往面临内存和I/O瓶颈。本部分探讨了专门为大规模数据环境设计的算法策略。 第7章：外部存储算法与I/O复杂性 当数据无法完全载入内存时，磁盘I/O成为主要的性能瓶颈。本章介绍了外部存储模型（External Memory Model），并讨论了如何设计适应于此模型的排序算法、图遍历算法（如BFS/DFS的外部内存版本），以及B树和B+树在数据库索引中的优化原理。目标是最小化磁盘寻道次数。 第8章：流式（Streaming）算法与近似计数 在传感器网络或大规模日志分析中，数据以不可回溯的流形式到达。本章探讨了在极度受限内存下，如何对数据流进行近似查询和统计。重点介绍Count-Min Sketch用于频率估计，HyperLogLog用于基数（Cardinality）估计，以及Misra-Gries摘要用于发现高频元素。这些算法牺牲了精确性以换取极高的空间效率。 第9章：并行与分布式计算中的算法设计 现代计算越来越依赖多核处理器和分布式集群。本章关注如何将串行算法有效地并行化。内容涵盖并行计算模型（如PRAM模型），图算法（如并行BFS）在MapReduce或Spark框架下的实现挑战，以及同步与通信开销对实际性能的影响。我们探讨了如何在设计阶段就嵌入并行性，而非简单地将串行代码分割。 结论：算法的未来与工程实践 本书最后总结了当前算法研究的热点，包括量子算法（如Shor和Grover算法的底层逻辑）、机器学习模型的理论加速技术、以及算法的可靠性与可解释性。本书的最终目标是培养读者独立分析新问题的能力，设计出不仅正确，而且在特定约束条件下（时间、空间、并行度）表现最优的算法解决方案。读者应能自信地评估现有算法的适用性，并在面对前沿技术挑战时，能够系统地构建并验证创新的计算策略。 ---

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这本书的封面设计简洁有力，那种深沉的蓝色调仿佛能让人立刻沉浸到一种严谨的学术氛围中。初次翻开，首先映入眼帘的是对基础计算机科学概念的深入探讨，它不像有些教材那样只停留在概念的罗列，而是通过大量的实例和巧妙的比喻，将那些抽象的理论讲得透彻易懂。比如，它对数据结构的介绍，不仅仅是讲解数组、链表、树和图的结构本身，更深入地剖析了它们在不同应用场景下的性能权衡与设计哲学。作者似乎有着非常清晰的教学思路，总能在关键节点设置启发性的问题，引导读者主动去思考“为什么”而不是仅仅满足于“是什么”。这种互动式的引导，极大地提升了我阅读的参与感。而且，书中对不同抽象层次的描述非常到位，从硬件层面的比特操作到软件层面的模块化设计，脉络清晰，过渡自然，让初学者也能循序渐进地建立起完整的知识体系，而不是感到无所适从。我尤其欣赏它对算法效率分析的细致入微，那种对时间复杂度和空间复杂度的严谨推导，远超一般入门读物的深度。

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对我个人而言，这本书最大的价值在于它提供了一种看待和解决问题的“思维框架”。它不仅仅教授了工具和技巧，更重要的是，它培养了一种结构化的、注重本质的分析能力。书中对于“抽象层次”的反复强调，教会了我如何在面对一个庞大而模糊的问题时，首先找到最关键的约束和核心功能，然后像剥洋葱一样，一层一层地剥开复杂性，直到触及最本质的逻辑核心。这种方法论的传授，远比记住特定的算法或数据结构更有价值，因为它具有普适性，可以在我未来遇到的任何新领域中得到应用。读完这本书，我感觉自己手中的“工具箱”里装的不再是零散的锤子和扳手，而是一套完整的工程蓝图和一套严谨的施工规范。它带来的知识增益是质变性的，让我对整个计算科学领域产生了更宏大、更具洞察力的理解。

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这本书的文字功底着实令人称道，阅读过程中几乎没有遇到晦涩难懂的句子，即便是处理那些极其复杂的逻辑关系，作者也能用一种近乎散文诗般的流畅笔触进行阐释。举个例子，书中讨论到面向对象编程中的封装和多态时，它并没有采用那种枯燥的定义式讲解，而是构建了一个个富有生活气息的场景，比如模拟一个城市交通系统，清晰地展示了如何通过接口隐藏底层实现细节，以及如何利用多态实现系统的可扩展性。这种叙事性的讲解方式，极大地降低了学习曲线，使得原本需要多次琢磨才能理解的概念，在一次阅读中便能建立起坚实的直观印象。而且，书中对编程范式的比较分析也十分精彩，它没有偏袒任何一种范式，而是客观地展示了函数式编程与命令式编程在解决特定类型问题时的优势与局限，这种辩证的视角非常有助于培养一个成熟的软件工程师应有的批判性思维。读完这部分内容，我感觉自己对“代码的艺术性”有了更深一层的理解。

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内容组织方面，这本书的逻辑骨架搭建得非常扎实。它似乎遵循着一种“由浅入深、螺旋上升”的结构，每一章都在前一章的基础上进行深化和拓展，确保了知识点的累积是牢固且系统的。令我印象深刻的是它对“模块化”思想的贯穿，从最初的函数设计到后来的大型系统架构，始终强调将复杂问题分解为独立、可管理的小块的重要性。书中介绍的几种设计模式，并非孤立地展示代码片段，而是紧密结合在解决实际问题的过程中，展示了这些模式在提高代码可维护性和可重用性方面所起到的关键作用。此外，书中还穿插了一些关于软件工程伦理和团队协作的讨论，虽然篇幅不长，但其高度和广度令人侧目，它提醒读者，编程不仅是技术活动，更是社会性活动。这种对职业素养的培养，是很多技术书籍所欠缺的宝贵财富。

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这本书在排版和插图运用上也体现了极高的专业水准。图表设计绝非为了美观而存在，每一张图、每一个流程图都精准地服务于内容的解释，起到了“一图胜千言”的效果。特别是那些关于数据流和状态转换的示意图，线条清晰，颜色区分得当，使得原本容易混淆的执行路径一目了然。再者，书中对代码示例的选择和注释也极为考究，所有示例都经过精心提炼，只保留了核心逻辑，避免了冗余信息的干扰，并且注释语言简练精确，真正做到了“点到为止”。我注意到，即便是涉及底层内存管理的章节，通过巧妙的图形化内存模型展示，也使得那些原本令人头疼的指针和引用问题变得具象化，极大地减轻了读者的认知负担。这种对细节的极致追求，体现了作者对读者学习体验的深切关怀。

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以前当教材用过

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被谁借了- -!#哥借到了，哇哈哈哈 2012-02-10 准备开始重读一遍

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