大学计算机应用基础案例与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:复旦大学

作者:金惠芳

出品人:

页数:215

译者:

出版时间:2007-8

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787309055832

丛书系列:

图书标签:

• 计算机应用基础
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• 学习辅导

探寻数字世界的底层逻辑：深入解析数据结构与算法的奥秘 图书名称：数据结构与算法：从理论基石到实践应用 内容简介： 在信息技术日新月异的今天，软件系统的性能和效率已经成为衡量其价值的核心标准。本书《数据结构与算法：从理论基石到实践应用》旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的学习路径，帮助他们掌握构建高效、健壮软件的基石——数据结构与算法。我们摒弃了纯粹的理论堆砌，而是聚焦于如何将抽象的数学概念转化为解决实际工程问题的强大工具。 第一部分：奠定坚实的数据结构基础 本书的开篇，我们首先聚焦于数据结构这一核心概念。数据结构不仅仅是数据的组织方式，更是处理信息流动的“蓝图”。 第一章：数组与链表：基础模型的深度剖析 本章从最基础的数组和链表的概念入手，但深入探讨了它们在内存中的实际映射关系。我们将详细分析静态数组与动态数组的内存分配机制、空间效率与时间复杂度对比。对于链表，我们不仅涵盖了单链表、双向链表，更引入了循环链表和跳跃表（Skip List）的初探，解释跳跃表如何在保持链表灵活性的同时，通过概率性分层结构实现类平衡树的查找效率，为处理大规模动态数据集提供了新的思路。 第二章：栈、队列与递归：操作的抽象与控制 栈（Stack）和队列（Queue）是计算机科学中最基础的抽象数据类型。我们通过大量的工程实例，如函数调用栈的实现、表达式的求值与转换（中缀转后缀/前缀）、迷宫求解等，来展示栈的“后进先出”和队列的“先进先出”特性在控制流中的应用。随后，我们将重点讲解递归这一强大的编程范式。递归的本质是自我引用和“分而治之”思想的体现。本章将详细剖析递归的深度、返回机制，并引入尾递归优化的概念，探讨不同编程语言对尾递归的实际处理方式，以及它如何避免栈溢出。 第三章：树结构：信息组织的高效形态 树是处理层次化数据的理想结构。本章从基础的树的遍历（前序、中序、后序、层序）讲起，随后深入到二叉搜索树（BST）。我们将详细分析BST在理想情况和最坏情况下的性能差异。核心部分在于对平衡二叉树的精讲。我们不会仅仅停留在理论层面，而是会详细拆解AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的旋转与着色维护机制。通过可视化步骤，读者将能清晰理解红黑树如何保证$ ext{O}(log n)$的最坏情况时间复杂度，这对于数据库索引、高效映射表的构建至关重要。此外，我们还会介绍B树和B+树，阐明它们在磁盘 I/O 优化方面相对于内存树结构的独特优势，这是理解现代文件系统和关系型数据库内部原理的关键。 第四章：散列表与集合：追求极致的查找效率 散列表（Hash Table）是现代编程中最常用的数据结构之一，其平均时间复杂度达到$ ext{O}(1)$。本章将深入探讨哈希函数的设计艺术，包括理想的均匀分布、常用算法如FNV-1a、MurmurHash的原理及其适用场景。对于解决哈希冲突，我们不仅复习拉链法和开放定址法，更会引入双重散列等高级技术。本章的实践重点在于如何设计一个健壮的散列表，使其在面对恶意输入时依然保持高性能，并讨论布隆过滤器（Bloom Filter）作为一种概率性数据结构，在数据库去重和缓存预查中的巧妙应用。 第五章：图论基础：连接世界的复杂网络 图（Graph）是建模现实世界复杂关系（如社交网络、交通路线、网络拓扑）的终极工具。本章从图的表示方法入手（邻接矩阵与邻接表），并重点分析两种核心遍历算法：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。我们将通过实际案例，如寻找连通分量、拓扑排序，来展示DFS的应用；并通过最短路径求解，展示BFS的效率。 第二部分：算法的智慧：设计、优化与分析 算法是解决问题的步骤和逻辑。本部分将引导读者从“如何实现”提升到“如何设计更优的实现”。 第六章：排序算法的演进与优化 排序是衡量算法能力的基础指标。本章系统地回顾了初级排序（冒泡、选择、插入）的时间复杂度，随后聚焦于更高效的比较排序算法。我们将详尽解析快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略（如三数取中法）及其对性能的影响，并深入探讨归并排序（Merge Sort）的稳定性与并行化潜力。对于非比较排序，我们将详细介绍计数排序（Counting Sort）和基数排序（Radix Sort）的工作原理，并明确它们在特定数据约束下的绝对性能优势。 第七章：算法设计范式：分治、贪心与动态规划 这是本书算法设计的核心。 分治法（Divide and Conquer）： 在解析快速排序的基础上，进一步探究Strassen 矩阵乘法，展示如何通过细微的结构调整来突破渐进复杂度的瓶颈。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 通过霍夫曼编码和活动安排问题，阐释贪心选择的局部最优如何导向全局最优，并强调其适用边界。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： DP是解决重叠子问题和最优子结构问题的利器。本章将通过最长公共子序列、背包问题（0/1与完全）的实例，详细讲解自底向上（迭代）和自顶向下（备忘录）两种实现方式，帮助读者掌握其状态转移方程的构建技巧。 第八章：图算法的深度探索 在掌握了图的基础表示后，本章专注于解决实际路径规划和连通性问题。我们将详尽分析Dijkstra算法（单源最短路径）的原理，并着重讨论它在处理负权边时的局限性，进而引出Bellman-Ford算法及其对负权环的检测能力。对于多源最短路径，我们将介绍Floyd-Warshall算法的矩阵乘法思想。此外，我们还将探讨最小生成树（MST）的两大经典算法：Prim算法和Kruskal算法，分析它们在不同图结构下的效率差异。 第九章：计算复杂性理论与算法分析 理解算法的“好坏”需要量化的标准。本章引入计算复杂性理论，解释渐进符号（大O、Omega、Theta）的严格定义和使用规范。我们将深入区分时间复杂度与空间复杂度。核心内容在于对P类问题、NP类问题的界定，并重点剖析NP完全性的概念。通过分析著名的旅行商问题（TSP）和背包问题的NP难性，读者将学会识别哪些问题可以通过多项式时间算法解决，哪些问题需要依赖于启发式或近似算法。 第十章：高级主题与工程实践 本章将视角从纯粹的算法推向现代软件工程中的应用。我们将介绍A搜索算法，解释其如何通过启发式函数（Heuristic Function）有效地指导搜索过程，成为游戏AI和路径规划的首选。同时，本章还会对字符串匹配算法进行对比，细致讲解KMP算法的前缀函数构建过程，以及Rabin-Karp算法中的滚动哈希思想，这些都是处理大规模文本数据时的核心技术。 面向读者： 本书适合计算机科学、软件工程专业的本科生、研究生，以及希望系统性提升编程能力和系统设计思维的初中级软件工程师。通过本书的学习，读者不仅能熟练运用现有数据结构，更能具备分析现有算法瓶颈、设计创新解决方案的能力。我们相信，掌握了这些基石，才能在未来复杂的计算领域中游刃有余。

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从宏观的结构设计来看，这本书展现了极高的专业素养和对教学规律的深刻理解。它并没有试图将所有计算机知识囊括进来，而是精准地聚焦在了“应用基础”这一核心范围，确保了内容的深度和针对性。我欣赏它对知识点之间逻辑关系的梳理，每一个模块的过渡都显得自然且必要。比如，在学习完办公自动化软件的高级功能后，它紧接着引入了基础数据库的概念，这让我清晰地认识到，看似分散的技能点是如何在更宏大的信息管理体系中互相支撑的。这种结构化的布局，不仅方便了单元学习，更重要的是，它帮助读者构建了一个完整的知识框架，使得新学到的知识能够被有效地整合和记忆，而不是零散地堆砌在脑海里，对于长期学习和技能迁移具有不可估量的价值。

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阅读这本书的过程，对我而言，更像是一场关于“效率革命”的发现之旅。我原以为计算机应用无非就是文档处理和上网冲浪，但通过学习书中关于信息检索和协作工具的部分，我才意识到自己过去浪费了多少时间在低效的操作上。书中对于如何利用搜索引擎的高级语法快速定位信息，以及如何使用云端服务进行团队实时协作的讲解，简直是打开了新世界的大门。这些技能点看似微小，但一旦在日常学习和工作中被系统化应用起来，所节省的时间和精力是惊人的。这本书没有空谈“提升效率”，而是提供了实实在在的“工具箱”和“使用说明书”，让我真切感受到现代信息技术对个体生产力的巨大赋能。我强烈推荐给所有希望从“计算机使用者”升级为“计算机驾驭者”的同龄人。

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这本书的封面设计实在是太抓人眼球了，那种深沉的蓝色调配上简洁的白色字体，给人一种既专业又易于亲近的感觉。我本来对计算机应用类的书籍都有点望而生畏，总觉得内容会枯燥乏味，充满了晦涩难懂的术语。但是翻开扉页后，那种感觉完全烟消云散了。它没有像很多教材那样一开始就抛出大段的理论，而是用一个非常贴近日常生活的场景作为引子，比如如何用电子表格高效管理个人预算，或者如何利用演示软件制作一个引人入胜的汇报。这种由浅入深、情景驱动的教学方式，让我立刻产生了强烈的阅读欲望。我甚至会忍不住去研究那些案例背后的原理，而不是仅仅停留在“会用”的层面。比如书中关于数据处理的部分，它不仅仅告诉你点击哪个按钮，还会解释背后的逻辑流程，这对于我理解现代信息技术是如何运作的，帮助是巨大的。我期待着接下来的学习旅程，希望能真正掌握这些实用的技能。

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初次接触这本教材时，我最大的惊喜来自于它对“实践”二字的深度诠释。很多教材只是点到为止，理论讲完就束之高阁，留给读者的往往是一堆需要自行摸索的难题。然而，这本书的编排逻辑似乎完全颠覆了这种传统。它像是为每一位读者量身定制了一个虚拟的实训室。每一个章节的末尾，都设计了非常具有挑战性且贴近真实工作场景的任务。我尤其喜欢它关于网络基础知识的讲解部分，它没有停留在TCP/IP协议的死板定义上，而是通过一个模拟搭建小型局域网的案例，将复杂的概念具象化了。我跟着步骤一步步操作，即使中间遇到一些小小的技术卡壳，书中的“疑难解答”小栏目也总能及时提供清晰的思路。这种沉浸式的学习体验，让我感觉自己不只是在阅读，而是在真正动手解决问题。对于我这种动手能力比较弱的学习者来说，这种设计简直是福音，极大地增强了我的学习信心。

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这本书的语言风格，用“娓娓道来”来形容或许最为贴切。它摒弃了那种教科书特有的僵硬和疏离感，读起来就像是一位经验丰富的同行在耐心地指导你入门。对于一些比较抽象的概念，作者总能找到非常形象的比喻来辅助理解。比如，在讲解文件系统结构时，它引用了图书馆分类管理的例子，一下子就打通了我的认知壁垒。更值得称赞的是，它对软件操作的描述细致入微，即便是初学者也不会感到迷茫。我注意到，书中对于不同版本软件界面的兼容性也做了一定的考虑，这体现了编者对读者实际使用环境的关怀。读这本书的时候，我完全没有感到时间流逝，沉浸在知识的海洋中，那种感觉非常舒服，仿佛找到了一位亦师亦友的向导，带领我安全地探索这个复杂的技术领域。

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