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出版者:浙江大学出版社

作者:胡兰青,翁恺,陈奇

出品人:

页数:181

译者:

出版时间:2008-4

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787308058346

丛书系列:

图书标签:

• 面向对象
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• 教学
• 案例
• 实践
• 编程

《数据结构与算法分析（C++版）》 简介 深入理解数据世界的基石与高效计算的艺术 在当今快速迭代的软件工程领域，程序性能与资源效率已成为衡量系统质量的关键指标。本书《数据结构与算法分析（C++版）》正是为有志于掌握计算科学核心、构建高性能应用程序的开发者和学生精心打造的权威指南。它不侧重于某一特定应用场景的快速实现，而是致力于为读者建立起坚实而全面的理论基础，理解数据如何在内存中组织，以及操作这些数据的有效途径。 本书的核心目标是超越单纯的“如何使用”API的层面，深入探究“为何如此设计”的底层逻辑。我们相信，只有深刻理解了数据结构与算法之间的内在联系，才能在面对复杂问题时，做出最优化的工程决策。 第一部分：基础与分析的严谨性 本部分奠定了全书的理论基石，强调了严谨的分析方法论。 1. 复杂度分析的基石： 我们从最基础的数学工具入手，详细阐述了渐近记号（大O、Ω、Θ记号）的精确含义和应用场景。重点分析了常见操作（如循环、递归）的时间复杂度和空间复杂度，使读者能够定量地评估代码的效率，而非仅凭直觉判断。递归关系的求解，特别是主定理的应用，将作为后续复杂算法分析的必备工具贯穿始终。 2. C++语言特性的应用： 鉴于C++作为底层性能优化语言的地位，本书充分利用C++11/14/17的特性进行阐述。我们不仅展示了标准模板库（STL）的设计哲学，更重要的是，指导读者如何利用模板、类继承、多态等面向对象的特性，构建出类型安全、可扩展的数据结构。 第二部分：线性与非线性结构的高效实现 本部分系统地介绍了经典数据结构，从最基础的数组到更复杂的树形结构。 1. 数组与链表的高级应用： 在回顾数组和链表的存储结构后，本书重点分析了它们的实际应用瓶颈。对于链表，我们深入探讨了双向链表、循环链表在特定场景下的优劣，并详细分析了内存局部性和缓存命中率对连续存储（数组）性能的影响。 2. 栈、队列与抽象数据类型（ADT）： 栈和队列作为最基础的后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）模型，我们将探讨如何利用它们解决表达式求值、递归模拟、广度优先搜索（BFS）等经典问题。重点分析了使用动态数组和链表实现这些ADT时的性能权衡。 3. 排序算法的精细比较： 排序是算法分析的试金石。本书不仅涵盖了冒泡、插入、选择排序等基础方法，更聚焦于性能更优的算法：快速排序、堆排序和归并排序。我们将详细剖析快速排序的“枢轴选择”对最坏情况的影响，并提供优化策略。归并排序在稳定性方面的优势，以及堆排序（基于二叉堆）的空间效率也将被深入比较。 4. 树结构：从基础到平衡： 树结构是处理层次化数据的核心。我们从二叉树、完全二叉树开始，过渡到二叉搜索树（BST）。随后，本书的重点将转向平衡机制的必要性。AVL树和红黑树的旋转、重新着色操作将被分解为一系列清晰的步骤，确保读者理解它们如何在插入和删除操作中动态维持对数时间复杂度。 5. 堆结构及其应用： 二叉堆（最大堆和最小堆）作为实现优先队列（Priority Queue）的理想结构，其“上浮”和“下沉”操作的复杂度分析是本章的重点。我们将展示如何利用堆结构高效地实现Dijkstra算法和Prim算法的前期准备工作。 第三部分：高级主题与图论的深度探索 本部分将读者带入更复杂的计算领域，重点是图结构和哈希技术的应用。 1. 哈希技术与冲突解决： 哈希表以其近乎O(1)的平均查找时间著称。本书详尽阐述了哈希函数的构造原则，重点分析了不同的冲突解决策略——链地址法（Separate Chaining）和开放定址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重哈希）。针对开放定址法中的“聚集”问题，我们提供了具体的解决方案分析。 2. 图的表示与遍历： 图论是建模现实世界复杂关系的关键。本书详细介绍了图的两种主要存储方式：邻接矩阵和邻接表，并分析了它们在稠密图和稀疏图中的空间和时间效率差异。深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的算法实现及其在连通性检测、拓扑排序中的应用，将通过实例进行详尽的讲解。 3. 最短路径与最小生成树： 图算法的经典难题。我们将严谨推导Dijkstra算法（单源最短路径）和Floyd-Warshall算法（所有顶点对最短路径）的原理、时间复杂度，并讨论它们在处理负权边时的局限性。对于最小生成树问题，Kruskal算法（基于最小边）和Prim算法（基于顶点扩展）的贪婪选择策略及其正确性证明将被清晰地呈现。 总结与实践指导 本书的每一章都包含了大量的C++代码示例，这些示例不仅是理论的体现，更是工程实践的蓝本。我们鼓励读者不只是阅读代码，而是亲手实现和调试这些结构，通过实际运行来验证渐近分析的结果。 《数据结构与算法分析（C++版）》旨在培养一种计算思维：面对任何规模的数据处理需求，都能迅速识别出适用的数据组织形式，并选择或设计出最符合性能要求的算法。掌握本书内容，意味着您已经站在了构建高效、可维护、高性能软件的坚实起点上。

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我对这本书的“配套资源”印象尤为深刻，虽然我没有使用配套的光盘或在线资源，但书中的说明文字暗示了其丰富的辅助材料。更重要的是，书中多次提到“代码复用”和“框架思想”的重要性，这让我意识到，这本书的编写者显然是将面向对象的设计理念延伸到了软件架构的层面。它不是停留在写好一个类，而是引导读者思考如何设计出可被多个项目共享的模块。例如，在讲解泛型编程时，作者用了一个相当复杂的例子来展示如何设计一个可以处理不同数据类型的通用容器，这个例子本身就极具参考价值。对于一个有志于成为架构师或高级开发者的读者来说，这本书提供的这种宏观视角是十分宝贵的。它教会你如何构建一个能够“自我进化”的软件系统，而不是一次性写死所有细节。整体而言，这本书的价值远超其售价，是一部值得反复研读的经典之作。

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这本书的封面设计得相当朴实，没有太多花哨的元素，直奔主题。拿到手里，首先感受到的是纸张的质感，略带粗粝，让人觉得这是一本“干货”满满的教材，而不是那种华而不实的咖啡桌读物。我对这本书的整体印象是：它很“老派”，那种踏踏实实、注重基础的风格。翻开内页，排版清晰，代码示例的格式统一，这对于初学者来说是极大的福音。我记得里面用了大量的流程图和UML图来解释复杂的面向对象概念，比如继承、多态和封装，这些图示比单纯的文字描述要直观得多。尤其是关于设计模式的部分，作者没有堆砌所有已知的模式，而是精心挑选了几个最核心的，并配以非常贴合实际业务场景的案例进行剖析，比如工厂模式如何解决产品创建的灵活性问题，单例模式在资源管理上的应用等等。阅读过程中，我感觉自己像是在听一位经验丰富的老工程师在娓娓道来，没有太多晦涩的理论名词，更多的是基于实践的智慧总结。这本书的深度适中，既能让新手建立起扎实的理论框架，也能让有一定经验的开发者从中找到可以优化现有代码的思路。

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这本书的语言风格非常严谨，学术气息较浓，但又不像某些教科书那样晦涩难懂，它在保持专业性的同时，努力做到逻辑的连贯和阐述的精确。我发现作者在定义每一个术语时都力求准确无误，并且会适时地提供一些历史背景或不同学派对同一概念的不同看法，这使得内容显得非常全面和公正。例如，在讨论接口设计时，它不仅讲了Liskov替换原则，还提及了契约式编程的概念，并将两者进行了细致的区分和联系。这种对细节的打磨，让这本书不仅仅满足于“教会你如何做”，更在“告诉你为什么是这样”。对于准备参加更高级别考试或希望深入理解软件工程原理的读者来说，这种深度和广度是必需的。整本书的结构组织得像是精心搭建的知识金字塔，每一章都是前一章的巩固和扩展，使得知识体系的构建非常稳固。

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作为一本面向课程设计的参考书，它的实操性无疑是满分。我注意到书中不仅有理论讲解，还穿插了许多“课程项目实战演练”的小节。这些小节往往以一个简短的需求描述开始，然后一步步带领读者从需求分析到类设计，再到最终的代码实现，每一步都清晰地标注了所应用的面向对象原则。这种“手把手”的教学方式对于时间紧张的学生群体非常友好。我尤其喜欢它对异常处理和错误调试的章节，作者没有回避实际开发中常见的“踩坑”经历，而是直白地告诉读者，好的面向对象代码应该如何优雅地处理边界情况和失败路径。书中的所有代码都可以在主流的IDE环境中顺利运行，没有出现任何因环境不兼容或示例代码陈旧导致的问题，这在计算机类教材中是相当难得的。它真正做到了理论与实践的无缝衔接，读完后直接上手做一个小的管理系统或者工具，都有了清晰的路线图。

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这本书的价值，我认为主要体现在它对“思维转变”的引导上。很多初学者在接触面向对象编程时，习惯性地还是用过去那种面向过程的思维去套用类和对象，结果代码写出来四不像。这本书的高明之处在于，它一开始就花了大篇幅去强调“建模”的重要性，教你如何将现实世界的问题抽象成类、如何定义清晰的接口和职责。我特别欣赏其中关于“高内聚、低耦合”原则的论述，作者没有把它当成一句空洞的口号，而是通过一系列对比鲜明的代码示例，展示了耦合过高的代码在维护和扩展时会陷入何种泥潭，而低耦合的设计又能带来多大的弹性。在讲解继承时，它也及时地指出了过度继承的弊端，并引入了“组合优于继承”的现代编程哲学。这种对编程范式深入骨髓的理解和引导，使得这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本编程思想的入门读物。读完之后，我发现自己在构思新功能时，思考的第一步不再是“我该写哪个函数”，而是“我应该定义哪些角色（类）以及它们之间的关系”。

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