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出版者:电子工业出版社

作者:徐祥征，彭勇主编

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2007-9

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787121041099

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络基础
• Internet
• TCP/IP
• 数据通信
• 网络协议
• 网络应用
• 自顶向下
• 计算机科学
• 通信原理

《现代数据结构与算法设计》 图书简介 第一部分：理论基石与核心概念的深度剖析 本书《现代数据结构与算法设计》旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，来理解和掌握计算机科学领域最基础也最核心的两大支柱：数据结构和算法设计。我们深知，在信息技术飞速发展的今天，无论是软件开发、人工智能、大数据处理还是系统优化，其底层逻辑无不根植于高效的数据组织方式和精妙的计算逻辑。因此，本书的编写严格遵循由浅入深、循序渐进的原则，确保读者不仅知其“然”，更能明其“所以然”。 第一章：数据结构导论与抽象数据类型（ADT） 本章首先确立了数据结构在计算科学中的地位，阐述了数据结构、算法与程序设计的内在联系。我们将详细介绍抽象数据类型（ADT）这一核心概念，它作为连接现实世界问题与具体实现之间的桥梁，是良好软件工程实践的基石。本章深入探讨了数组、链表（包括单向、双向及循环链表）的底层实现机制、内存分配策略以及在不同操作场景下的性能权衡。特别地，我们将引入时间复杂度和空间复杂度的精确度量方法——大O表示法，并结合斯特拉森矩阵乘法等经典案例，展示如何科学地评估算法的效率。 第二章：栈、队列与递归的艺术 栈（Stack）和队列（Queue）作为最基础的线性结构，其重要性不言而喻。我们不仅会讲解其LIFO和FIFO的特性，更会着重分析它们在函数调用栈、表达式求值（中缀转后缀）、迷宫求解等实际问题中的应用。本章的重点深入到递归的精髓，从斐波那契数列到汉诺塔问题，通过细致的执行流程图解，揭示递归调用的深度、广度及其潜在的栈溢出风险。此外，迭代与递归的相互转换，作为提升代码可读性和效率的重要技巧，将得到充分的对比和论证。 第二章的升华： 我们将引入双端队列（Deque），并将其应用于滑动窗口最大值等高级场景，展示线性结构在解决复杂动态问题时的灵活性。 第三章：树形结构的奥秘 树是描述层次关系最自然的方式。本章从基础的树的概念、术语（如度、深度、高度）开始，逐步深入到二叉树的遍历算法（前序、中序、后序），并详细对比它们在数据恢复和结构分析中的作用。 核心内容聚焦于二叉搜索树（BST）的构建、查找、插入和删除操作，并引入自平衡机制的必要性。随后，我们将详细介绍AVL树和红黑树（Red-Black Tree）。对于红黑树，我们将剖析其五条严格的维护规则、旋转操作（左旋与右旋）的几何意义，以及如何在最坏情况下依然保证 $O(log n)$ 的时间复杂度，这是理解高性能索引结构的关键。 第四章：堆与优先队列的高效实现 堆（Heap）作为一种特殊的完全二叉树，是实现高效优先级调度的利器。本章详细阐述了最大堆和最小堆的构建过程（Heapify算法），以及如何基于堆实现优先队列（Priority Queue）。我们将重点讲解堆排序的稳定性分析、与基于比较的排序算法的效率对比，并介绍其在图算法（如Dijkstra算法）中的核心作用。 第五章：图论：网络与关系的建模 图（Graph）是描述复杂系统间连接关系的最强大工具。本章系统地介绍了图的表示方法，包括邻接矩阵与邻接表，并讨论了它们在空间和时间复杂度上的优劣势。随后，我们将深入探索图的两种基本遍历算法：广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）。我们不仅会展示它们在连通性判断、拓扑排序（针对有向无环图DAG）中的应用，还会通过实例展示如何利用DFS进行关键路径分析。 第二部分：高级算法设计与分析范式 本部分将视角从数据组织转向具体的计算策略，介绍解决复杂计算问题的核心思想和方法论。 第六章：排序算法的全面优化 除了在线性结构中涉及的基础排序（如插入排序、选择排序），本章着重分析了 $O(n log n)$ 级别的排序算法。快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略（如随机化和中位数选择）对其性能的巨大影响将被细致分析。归并排序（Merge Sort）的稳定性、在外部排序中的应用，以及如何通过并行化提升效率也将被探讨。最后，我们将分析计数排序、桶排序和基数排序等非比较排序算法，明确它们适用的数据范围和前提条件。 第七章：贪心算法：局部最优的全局策略 贪心算法的核心在于做出当前看来最好的选择，而不考虑未来的后果。本章将通过经典的活动安排问题、霍夫曼编码的构建过程，展示贪心选择性质和最优子结构是如何协同工作的。我们将严格论证何时贪心策略能够保证全局最优解，以及何时它会导致次优结果。 第八章：动态规划：无后效性的优化之道 动态规划（DP）是解决具有重叠子问题和最优子结构问题的强大工具。本章将DP的解题思想分解为“确定状态”、“写出状态转移方程”和“确定边界条件”三个关键步骤。我们将以背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列（LCS）、矩阵链乘法等经典案例为蓝本，通过自底向上的迭代方式，展示如何避免重复计算，实现指数级到多项式时间的飞跃。 第九章：高级搜索与回溯法 回溯法是解决组合优化问题的通用框架。我们将通过八皇后问题、N-Queens问题的求解过程，详细展示如何利用剪枝（Pruning）技术有效减少搜索空间。本章还将引入分支限界法（Branch and Bound），它通过对分支进行有效估算（Bounding），比纯粹的回溯法更具效率，常用于旅行商问题（TSP）等NP-Hard问题的近似求解。 第十章：查找优化与散列技术 本章聚焦于提高查找效率。除了BST和平衡树，散列表（Hash Table）是实现平均 $O(1)$ 查找的关键。我们将深入探讨散列函数的构造原则（如除法、乘法、数字分析法），以及如何处理冲突（Collision）——包括链式法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，如线性探测、二次探测和双重散列）。此外，本章还将分析散列表的最坏情况性能，以及如何通过调整装载因子（Load Factor）来维持其高效性。 第三部分：面向实践的应用与分析 第十一章：内存管理与文件结构 高效的数据结构设计必须考虑其在物理内存中的表现。本章将探讨B树和B+树的原理，重点分析它们如何通过增加分支因子来优化磁盘I/O操作，这对于数据库索引至关重要。同时，我们将简要介绍缓存一致性的概念，以及局部性原理（时间/空间）对算法性能的实际影响。 第十二章：算法效率的极限与未来 本章将对本学科进行总结和展望。我们将引入NP完全性理论的初步概念，解释为什么某些问题（如TSP、子集和问题）被认为是计算上“困难”的。讨论将涵盖近似算法和启发式算法在面对不可解问题时的实用价值。 本书的特点在于其严谨的数学推导与丰富的工程实践相结合，旨在培养读者不仅是数据结构和算法的“使用者”，更是其“设计者”和“优化者”。每章后附带精心设计的编程练习（建议使用C++或Java实现），以巩固理论知识，迎接现代软件工程的挑战。

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我是一个对技术细节有一定要求的人，很少有教材能同时满足我的深度需求和易读性要求。然而，《计算机网络基础与Internet应用》做到了这点。它在介绍一些核心算法，比如路由选择协议（如RIP/OSPF）时，没有简单地给出结论，而是深入剖析了它们背后的决策逻辑和优化考量，这让我对网络设计的精妙之处有了更深的体会。更难得的是，即便是讲解这些相对硬核的部分，作者的文笔依然保持着一种知识的温度，不会让人感到冰冷和枯燥。它能激发你去思考“为什么是这样设计”，而不是“记住它是这样”。这种启发式的教学方法，培养了我独立解决问题的能力。总而言之，这本书的学术严谨性和教学趣味性达到了一个极高的平衡点，是值得反复研读的经典之作。

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这本书给我的整体感觉是非常“现代化”的。它没有沉溺于过时的技术细节，而是紧密结合了当前主流的互联网架构和应用趋势。比如，它对云计算网络、移动互联网接入等前沿话题也有所涉及，这让我感觉自己学到的知识不会很快过时。语言风格上，它摒弃了那种老派教科书的刻板说教，用了一种更像资深工程师在和初学者交流的口吻，自然流畅，充满了经验的总结。每一次翻阅，我都能发现一些之前忽略的细节或者更深层次的理解。对于我这种希望跟上技术发展步伐的人来说，这本书不仅是打基础的工具，更像是一张通往未来网络的地图。它让我对未来的网络技术发展方向有了一个清晰的预判，为我的长期学习规划指明了方向。

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这本书的实用性绝对是超乎预期的！我本来以为它会停留在理论层面，但惊喜地发现，它对Internet应用的介绍非常贴近实际工作场景。尤其是在讲解网络安全和Web服务搭建的部分，作者给出了很多实用的配置建议和排错思路。我按照书中的步骤尝试配置了一个简单的家庭网络环境，效果立竿见影。那些在其他地方看了好几遍都没搞懂的NAT穿透、端口映射等概念，在这本书里得到了非常清晰的阐述和操作指导。对于我这种需要将理论知识快速转化为动手能力的学习者来说，这简直是太宝贵了。它不仅仅是一本教材，更像是一个实战手册。虽然基础理论部分扎实可靠，但它最终的落脚点还是如何让网络“跑起来”并“安全地跑起来”，这种导向性非常符合当前IT行业的需求。

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说实话，我对市面上很多网络书籍都感到失望，它们要么过于理论化，充斥着晦涩难懂的公式和模型，要么就是太偏向于某个特定技术的应用，缺乏系统性。但这本书《计算机网络基础与Internet应用》真的让我眼前一亮。它在内容组织上非常巧妙，遵循了从底层到上层的逻辑，从物理层开始，一步步构建起我们熟悉的互联网世界。我最欣赏的是它在讲解TCP/IP协议栈时那种层层递进的思路，让你能清晰地看到每一层协议承担的职责，以及它们之间是如何协同工作的。这本书的图文并茂，很多示意图和拓扑结构图都画得非常精美且准确，极大地帮助了我的理解。读完之后，我感觉自己对整个互联网的工作原理有了一个宏观且深入的认识，不再是零散的知识点堆砌。这绝对是一本能真正教会你“思考”网络的教材，而不是仅仅让你“背诵”概念的书。

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哎呀，这本书《计算机网络基础与Internet应用》简直是我的救星！我之前对网络这块总是迷迷糊糊的，感觉那些IP地址、路由协议什么的就像天书一样难懂。拿到这本书后，我简直是爱不释手。它的讲解方式非常生动形象，把复杂的概念都掰开了、揉碎了讲，让你能轻松理解。比如，它用生活中的例子来比喻数据包的传输过程，我一下子就明白了什么是“丢包”和“拥塞控制”。而且，这本书的深度把握得非常好，既不会让你觉得过于浅显无聊，也不会让你被那些高深的理论压垮。对于我这种想要打好网络基础的初学者来说，简直是量身定制。我特别喜欢它在介绍局域网和广域网部分的处理方式，清晰地划分了边界，让我对不同规模的网络有了直观的认识。这本书真的让我对计算机网络这门学科燃起了极大的兴趣，感觉自己不再是那个对网络一窍不通的小白了。强烈推荐给所有想入门网络技术的朋友们！

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