Problem Solving with Data Structures Using Java

Problem Solving with Data Structures Using Java pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Prentice Hall
作者:Mark J. Guzdial
出品人:
页数:512
译者:
出版时间:2009-08-11
价格:USD 88.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780136060611
丛书系列:
图书标签:
  • 数据结构
  • Java
  • 算法
  • 问题解决
  • 编程
  • 计算机科学
  • 数据分析
  • 软件工程
  • 学习
  • 教材
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具体描述

Problem Solving with Data Structures, First Edition is not a traditional data structures textbook that teaches concepts in an abstract, and often dry, context that focuses on data structures using numbers. Instead, this book takes a more creative approach that uses media and simulations (specifically, trees and linked lists of images and music), to make concepts more concrete, more relatable, and therefore much more motivating for students. This book is appropriate for both majors and non-majors. It provides an introduction to object-oriented programming in Java, arrays, linked lists, trees, stacks, queues, lists, maps, and heaps. It also covers an existing simulation package (Greenfoot) and how to create continuous and discrete event simulations.

《高效编程解谜:用Java驾驭数据结构》 在飞速发展的软件工程领域,清晰、高效的代码是成功的基石。本书旨在为你打开一扇通往数据结构和算法世界的大门,通过深入浅出的讲解和精心设计的Java示例,赋能你构建出更健壮、更可扩展的应用程序。我们坚信,理解并熟练运用各种数据组织方式,是每一个有志于成为优秀程序员的必经之路。 本书的核心在于“解谜”。每一个数据结构,从最基础的数组到复杂的图,都如同一个等待被破解的谜题,而算法则是解决这些谜题的钥匙。我们将一步步引导你,如何识别问题中的“结构”,并找到最适合解决它的“算法”。我们不会止步于理论的陈述,而是将重点放在如何在实际的Java编程环境中实现和应用这些概念。 本书内容详尽,结构清晰: 第一部分:构建基础——核心数据结构 数组与列表: 我们将从最熟悉的数组开始,探讨其优势与局限。随后,你将学习如何利用Java的ArrayList实现动态数组,以及理解其内部机制,例如容量的动态增长。我们将深入分析数组和ArrayList在插入、删除、查找等操作上的时间复杂度,帮助你做出最优选择。 栈与队列: 这两种“后进先出”(LIFO)和“先进先出”(FIFO)的线性结构,在许多场景下都扮演着至关重要的角色。你将学习如何使用Java的LinkedList或数组来实现栈和队列,并探索它们在函数调用、表达式求值、任务调度等领域的应用。 链表: 从单向链表到双向链表,再到循环链表,我们将详细解析链表的节点结构、遍历方式以及各种操作的实现。理解链表如何克服数组在插入和删除时的性能瓶颈,将是你掌握数据结构的关键一步。 集合(Sets)与映射(Maps): Java Collections Framework提供了强大的工具来处理无序的唯一元素集合(Sets)和键值对的存储(Maps)。你将学习HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等不同集合和映射的特性,理解它们的内部实现(如哈希表和红黑树),并掌握何时使用它们能够带来最佳性能。 第二部分:深入探索——高级数据结构与算法 树(Trees): 树形结构是计算机科学中最重要的数据结构之一。我们将从二叉树出发,探讨其遍历方法(前序、中序、后序),然后深入研究二叉搜索树(BST)的查找、插入和删除操作。在此基础上,你将学习如何构建自平衡二叉搜索树,如AVL树和红黑树,理解它们如何通过旋转和颜色调整来保证查找效率。 堆(Heaps): 最大堆和最小堆是实现优先队列的理想数据结构。你将学习堆的定义、堆的插入和删除操作,以及它们在堆排序算法中的应用。 图(Graphs): 图结构能够灵活地表示现实世界中的各种关系。我们将介绍图的表示方法(邻接矩阵和邻接表),以及常用的图算法,如广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)。你还将学习如何解决最短路径问题(Dijkstra算法)和最小生成树问题(Prim算法和Kruskal算法)。 哈希表(Hash Tables): 哈希表以其近乎常数的平均查找时间而闻名,是构建高效查找系统的关键。你将深入理解哈希函数的原理,以及处理哈希冲突的技术(如链地址法和开放寻址法)。 第三部分:实战演练——解决实际问题 排序算法: 除了前面提到的堆排序,我们还将详细讲解和实现经典的排序算法,如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。通过对这些算法的分析,你将深刻理解它们的性能差异以及适用场景。 查找算法: 除了基于数据结构的查找,我们将探讨二分查找等高效查找算法,并分析它们对数据预处理的要求。 递归与分治: 递归是一种强大的编程范式,我们将通过实际例子(如阶乘计算、斐波那契数列、汉诺塔)来阐释递归的思想,并介绍分治策略如何将复杂问题分解为更小的子问题。 回溯与动态规划: 对于一些组合优化问题,回溯和动态规划提供了有效的解决方案。你将学习如何设计回溯算法来探索解空间,以及如何利用动态规划的“最优子结构”和“重叠子问题”特性来避免重复计算,从而找到最优解。 本书特色: Java原生实现: 所有数据结构和算法都将使用纯Java代码进行实现,让你能够直接在你的开发环境中运行和调试。 情景化教学: 我们将通过大量贴近实际的编程问题和场景,来讲解各种数据结构和算法的应用,帮助你理解“为什么”和“何时”使用它们。 性能分析: 每种数据结构和算法的操作,都将附带详细的时间复杂度和空间复杂度分析,让你能够量化它们的效率,并在实际项目中做出明智的技术决策。 代码规范与实践: 除了算法本身,我们还会强调良好的编码风格、注释和可维护性,帮助你培养专业的编程习惯。 无论你是刚刚踏入编程世界的新手,还是希望提升自身技术栈的在职开发者,本书都将是你宝贵的学习伙伴。掌握好数据结构和算法,就是掌握了构建高效、优雅软件的关键能力。现在,让我们一起踏上这段精彩的编程解谜之旅吧!

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计简洁大方,有一种沉稳而富有力量的感觉,让我一眼就觉得它是一本值得信赖的技术书籍。拿到手之后,它的纸张质量也相当不错,拿在手里有分量,印刷清晰,文字排版也十分舒适,长时间阅读也不会感到疲劳。我特别喜欢它那种循序渐进的讲解方式,对于我这种初学者来说,能够慢慢消化吸收其中的知识点,而不是被海量的信息淹没,这一点非常重要。从最基础的数据结构概念讲起,比如数组、链表,然后逐步深入到栈、队列、树、图等更复杂的结构,每一种都配有清晰的代码示例和图示,这极大地帮助我理解抽象的概念。而且,它不仅仅是介绍这些数据结构,更强调了“问题解决”这个核心,将数据结构的应用场景和解决实际问题的思路紧密结合起来,让我明白学习这些知识的目的和价值。例如,在讲解二叉搜索树时,它会引申到如何在海量数据中快速查找,这让我感觉学习过程充满了成就感,也让我对编程有了更深的认识。

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这本书给我的感觉就像是一位经验丰富的导师,在耐心地引导我探索数据结构的世界。它不像有些教科书那样枯燥乏味,而是充满了启发性。书中的语言风格比较轻松活泼,有时候还会穿插一些有趣的例子,这让我在学习过程中保持了高度的兴趣。我尤其欣赏它对“为什么”的解释,而不仅仅是“是什么”。比如,在介绍哈希表的时候,它不仅仅讲了哈希表的原理,还深入探讨了哈希冲突的成因以及如何解决,并通过生动的比喻让我明白了其中的奥妙。这不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养。我发现,通过学习这本书,我不仅学会了如何使用各种数据结构,更学会了如何分析问题、拆解问题,并选择最合适的数据结构来解决问题。这种能力在我的日常编程工作中起到了至关重要的作用,让我能够更自信地面对各种挑战。

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当我翻开这本书的时候,首先映入我的眼帘的是那些精巧的代码片段,它们简洁、优雅,并且逻辑严谨。作者在代码实现上花了很多心思,力求做到既高效又易于理解。我注意到,书中对每种数据结构的实现都提供了多种可能的方案,并且会分析它们各自的优缺点,这让我能够从更宏观的角度去思考问题,而不仅仅是照搬代码。更让我惊喜的是,它并没有止步于理论知识的堆砌,而是大量引入了实际问题的案例,比如如何用数据结构来优化搜索算法,如何设计高效的缓存系统等等。这些案例的引入,让我觉得这本书非常实用,能够直接应用到我的项目开发中。我曾经在工作中遇到过性能瓶颈的问题,当时苦于找不到合适的解决方案,读了这本书之后,我豁然开朗,找到了新的思路。书中对算法复杂度的分析也相当到位,它会详细解释为什么某种数据结构或算法的时间复杂度是O(n),O(log n)等等,并用图表的形式直观地展示出来,这让我对算法的效率有了更深刻的理解。

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坦白说,一开始我对学习数据结构和算法有些畏惧,觉得它们过于抽象和理论化。但当我接触到这本书后,这种感觉烟消云散了。作者巧妙地将抽象的概念具象化,通过大量的图示和生动的语言,将那些原本难以理解的算法逻辑变得清晰可见。我特别喜欢书中对递归的讲解,用一个接一个的例子,循序渐进地引导读者理解递归的思维过程,最终能够自己写出递归函数。这本书的另一个亮点在于它对Java语言的运用。它充分利用了Java的特性,提供了非常贴合实际的Java代码实现,这对于我这样的Java开发者来说,学习起来更加顺手,也更容易将学到的知识应用到实际项目中。书中提供的练习题也很有针对性,能够巩固我所学的知识,并且在解决这些练习题的过程中,我能够不断发现自己的不足,并及时进行改进。

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这本书就像是一本武功秘籍,让我掌握了数据结构与算法这两大神兵利器。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一本思维训练手册。作者将复杂的问题分解成一个个小巧而优雅的解决方案,通过讲解不同的数据结构和算法,让我明白了如何根据不同的场景选择最合适的工具。我特别喜欢书中对“权衡”的讨论,例如在选择数组还是链表时,书中会详细分析它们在插入、删除、访问等操作上的性能差异,并引导读者根据实际需求做出选择。这种深入的分析让我明白,在编程中并没有绝对完美的解决方案,只有最适合的。而且,书中对算法效率的剖析也十分到位,让我能够理解为什么有些代码跑起来快如闪电,而有些则慢如蜗牛,这对我今后的代码优化工作提供了宝贵的指导。我感觉自己通过阅读这本书,编程的“内功”得到了极大的提升。

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