C++ and Object Oriented Programming pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Kip R. Irvine

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996-11-08

价格:USD 88.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780023598524

丛书系列:

图书标签:

• 程序设计
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《数据结构与算法：效率的基石》 本书旨在为读者提供一个全面、深入且注重实践的现代数据结构与算法的学习路径。 在当今信息爆炸和计算能力飞速发展的时代，无论您是致力于开发高性能的系统、优化复杂的计算流程，还是仅仅想理解软件底层运行的逻辑，扎实的数据结构与算法功底都是不可或缺的核心竞争力。本书摒弃了传统教材中过于抽象和理论化的叙述方式，转而采用一种以问题驱动、强调实际应用的教学方法。 目标读者： 本书适合于计算机科学、软件工程专业的本科生、研究生，以及希望系统性回顾、提升算法与数据结构技能的软件工程师和技术爱好者。具备基本的编程基础（如熟悉一种主流的面向对象语言或通用编程范式）是阅读本书的先决条件，但我们不会预设读者对特定语言有深入的掌握，内容将以清晰的伪代码和通用逻辑阐述为主，便于读者将其映射到任何熟悉的编程环境中。 全书结构与核心内容： 本书共分为五大部分，循序渐进地构建起扎实的理论框架和实践能力： --- 第一部分：基础构建与效率度量（The Foundations） 本部分着重于为后续内容的学习奠定必要的数学和理论基础，特别是对程序效率的科学度量。 1. 算法分析的数学工具箱： 我们首先介绍分析算法所需的基础数学概念，包括离散数学中的集合论、递归关系和基本计数原理。重点讲解渐进分析法（Asymptotic Analysis），详细阐述大O（$O$）、小o（$o$）、大欧米伽（$Omega$）和细特塔（$Theta$）符号的精确定义和应用场景。通过大量的实例，展示如何对不同类型的代码结构（如循环、递归）进行时间复杂度和空间复杂度的精确估算。 2. 递归思维与分治策略基础： 递归是算法设计中的核心思想之一。本章深入探讨递归的定义、基线条件和递归步的构建。随后，引入主定理（Master Theorem），并讲解如何利用它快速求解特定形式的递推关系，为分治算法的学习打下坚实基础。 3. 编程实践中的数据抽象： 在深入具体数据结构之前，我们强调抽象数据类型（ADT）的概念。ADT如何将数据与操作分离，使设计更具模块化和可维护性。通过对比不同底层实现对同一ADT性能的影响，引出数据结构选择的重要性。 --- 第二部分：线性与非线性基础数据结构（Core Structures） 本部分详细剖析最常用且最基础的数据结构，它们是构建复杂系统的基石。 4. 数组、链表与内存布局： 对比静态数组、动态数组（向量）和各种形式的链表（单向、双向、循环链表）。重点分析它们在内存分配、元素访问（随机访问与顺序访问）和插入/删除操作上的性能差异。探讨内存局部性（Locality of Reference）对实际运行速度的影响。 5. 栈与队列的运用： 讲解栈（LIFO）和队列（FIFO）的基本操作和应用场景。栈在表达式求值（中缀转后缀）、函数调用栈管理中的作用；队列在任务调度、缓冲区管理中的应用。我们将实现一个基于链表和基于环形数组的队列，并比较两者的优劣。 6. 散列表（Hash Tables）的精妙设计： 散列表是实现平均$O(1)$查找的关键。本章深入讲解散列函数的构造原理（如除法法、乘积法），处理冲突（Collision Resolution）的各种技术，包括分离链接法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，如线性探查、二次探查和双重散列）。我们还将讨论负载因子、重新哈希（Rehashing）策略以及如何设计抗冲突的散列函数。 --- 第三部分：树形结构与有序性维护（Trees and Ordering） 本部分聚焦于具有层次结构和内在排序特性的数据结构。 7. 二叉树、遍历与堆结构： 详细介绍二叉树的定义、性质以及三种主要的遍历方式（前序、中序、后序）。随后，重点讲解堆（Heap），作为实现优先队列的有效工具。我们将分析最大堆和最小堆的构建过程（Heapify）和维护操作，并展示如何利用堆实现高效的排序算法。 8. 二叉搜索树（BST）的平衡艺术： 分析基础BST的性能瓶颈——可能退化成链表。随后，系统介绍几种自平衡二叉搜索树的实现，重点剖析AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转操作和维护平衡的严格规则。我们将详细推导红黑树的五大性质，并展示插入/删除操作如何通过局部调整维持整体平衡，确保最坏情况下的$O(log n)$性能。 9. B树与B+树：面向外部存储的优化： 针对数据库索引和文件系统设计的需求，深入探讨多路搜索树——B树及其变体B+树的结构和操作。分析它们如何通过增加分支因子来最小化磁盘I/O操作，是理解大规模数据存储系统的关键。 --- 第四部分：图论算法的探索与应用（Graph Algorithms） 图结构是建模复杂关系网络的强大工具，本部分将介绍核心的图遍历和路径搜索算法。 10. 图的表示与基础遍历： 学习图的两种主要表示方式：邻接矩阵和邻接表。详细阐述广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的原理、实现及其在连通性判断、拓扑排序中的应用。 11. 最短路径算法： 系统讲解解决单源最短路径问题的算法。从迪杰斯特拉算法（Dijkstra's Algorithm）的贪心策略及其局限性，到贝尔曼-福特算法（Bellman-Ford Algorithm）如何处理负权边，再到处理所有顶点对最短路径的Floyd-Warshall算法。我们会分析每种算法的适用条件和时间复杂度。 12. 最小生成树（MST）： 介绍构建连通图中边权之和最小的子图的两种经典贪心算法：Prim算法和Kruskal算法。重点分析Kruskal算法中如何巧妙地利用并查集（Disjoint Set Union, DSU）数据结构来高效地检测环路。 --- 第五部分：高级算法设计范式与效率优化（Advanced Paradigms） 本部分探讨解决复杂问题的高级设计方法论和性能优化技术。 13. 贪心算法的正确应用： 探讨贪心算法的设计原则——最优子结构和贪心选择性质。通过实例（如活动安排问题、霍夫曼编码），阐明何时贪心策略能够保证全局最优解，以及识别错误贪心尝试的陷阱。 14. 动态规划的精髓： 动态规划（DP）是解决具有重叠子问题和最优子结构问题的利器。本章详细解析DP的两大核心要素：最优子结构和重叠子问题。通过记忆化搜索（Memoization）和自底向上（Tabulation）两种方法，讲解如何系统性地解决背包问题、最长公共子序列等经典DP问题。我们将强调状态转移方程的构建过程。 15. 排序算法的深度比较与实践选择： 不仅限于基础的冒泡和选择排序，本书将侧重分析$O(n log n)$级别排序算法的性能差异：归并排序（Merge Sort）的稳定性、快速排序（Quick Sort）的平均最优性能与最坏情况处理、堆排序（Heap Sort）的内存效率。探讨何时应选择稳定排序，何时应倾向于原地排序。 16. NP问题概述与近似算法： 对计算复杂性理论进行简要介绍，区分P类问题和NP类问题。虽然不对NP完全问题进行深入求解，但会介绍如何识别如旅行商问题（TSP）、集合覆盖等NP难问题，并介绍启发式算法和近似算法在实际工程中的应用价值。 --- 本书特色： 1. 代码与原理并重： 每种数据结构和算法的实现都将配有清晰的逻辑描述和可移植的伪代码示例，强调背后的数学原理而非特定语言的语法细节。 2. 性能可视化： 包含大量图表和性能分析，直观展示不同算法在不同规模数据集上的表现差异。 3. 工程应用案例： 穿插现实世界中的应用案例，如数据库索引、编译器解析、网络路由、图形渲染等，帮助读者理解理论知识如何转化为实际生产力。 掌握本书内容，读者将不仅能“写出”代码，更能“设计出”高效、健壮且可扩展的计算解决方案。

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书中关于“抽象”的章节，触及了软件设计中最核心的思想之一。我理解的抽象，就是从具体事物中抽取出共同的特征，忽略不相关的细节。在面向对象编程中，抽象体现在类和接口的设计上。我期待书中能够深入讲解如何通过抽象类和纯虚函数来定义接口，以及如何利用接口来规范对象的行为，实现不同实现之间的解耦。接口就像一份契约，它规定了对象必须提供的功能，而不关心这些功能是如何实现的。这使得我们可以轻松地替换掉某个实现，而不会影响到使用该接口的其他部分的代码。书中关于如何设计具有良好抽象性的类，如何利用抽象来降低系统的复杂度，以及如何通过接口来实现软件的可插拔性，都将是我学习的重点。我相信，掌握了抽象的艺术，就等于掌握了构建大型、复杂且易于维护的软件系统的关键。

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这本书的封面设计相当引人注目，深邃的蓝色调搭配着简洁有力的白色字体，散发着一种专业而又不失现代感的气息。拿到手中，纸张的质感也相当不错，厚实而又不失细腻，给人一种扎实可靠的感觉。我一直对C++这门语言充满好奇，它强大而又灵活，被誉为“万能语言”，在各种领域都有着广泛的应用。而“面向对象编程”这个概念，更是软件开发领域的重要基石，理解它能极大地提升编程的效率和代码的可维护性。这本书的标题组合，恰好点出了我想要深入学习的核心内容，也让我对它充满了期待。从书名本身就能感受到作者在内容安排上的用心，将C++的精髓与面向对象的思想有机地结合在一起，相信能够为读者构建一个清晰而全面的知识体系。我个人倾向于通过实践来学习，而C++的语法特性和面向对象的概念，都非常适合通过编写代码来加深理解。期待书中能够提供丰富的示例代码，帮助我更好地掌握这些抽象的概念，并将理论知识转化为实际的编程能力。总而言之，这本书的初步印象非常良好，无论是外观设计还是内容定位，都符合我对一本优质编程学习书籍的期望。

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我对书中关于“类”的设计部分尤为好奇。在我看来，一个 well-designed 的类，就像一个精巧的工具箱，里面包含了完成特定任务所需的所有必要组件。它不仅仅是数据成员的集合，更重要的是，它封装了对这些数据进行操作的成员函数。这些成员函数，也就是我们常说的“方法”，它们定义了类对象的行为。书中对于如何定义类、如何构造对象，以及如何通过对象来调用成员函数，相信会有详细的介绍。我尤其期待书中关于“构造函数”和“析构函数”的讲解，它们是类生命周期中的关键环节，分别负责对象的初始化和资源的清理。一个优秀的构造函数能够确保对象在创建时就处于一个有效状态，而一个 well-behaved 的析构函数则能及时释放对象占用的资源，避免内存泄漏等问题。书中是否有提到如何设计具有良好封装性的类，如何通过访问修饰符（如 public, private, protected）来控制成员的访问权限，这些都将是我关注的重点。毕竟，良好的封装是实现面向对象编程优势的基础，它能够提高代码的可维护性和可重用性。

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书中关于“继承”的章节，对我来说具有里程碑式的意义。我一直认为，编程不仅仅是编写指令，更是构建模型，而继承，正是构建类层次结构的强大工具。它允许我们定义一个基类，包含通用的属性和方法，然后创建派生类，继承基类的特性，并添加自身独有的功能。这种“is-a”的关系，能够有效地组织代码，避免重复编写相同的逻辑。我期待书中能够详细解释如何实现单继承和多重继承，以及它们各自的优缺点。同时，我也关注书中是否会深入探讨“虚函数”的概念，以及它在实现“运行时多态”中的作用。虚函数允许我们通过基类指针或引用调用派生类的同名函数，这使得我们可以编写出更加通用和灵活的代码。想象一下，一个函数可以接收一个基类类型的参数，然后根据传入对象的实际类型，执行不同的操作，这该是多么强大的能力！书中关于如何使用继承来构建具有层次结构的类，以及如何避免在继承过程中出现一些陷阱，将是我重点学习的部分。

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这本书的排版和字体选择也给我留下了深刻的印象。清晰的标题层级，合理的段落划分，以及易于阅读的字体，都使得阅读体验非常流畅。书中插入的图表也相当精美，它们用直观的方式解释了复杂的概念，比如类图、序列图等，这些图表不仅能够帮助我更好地理解代码结构，也能够启发我进行更优秀的设计。我一直认为，优秀的编程书籍不仅仅是内容的深度，也包括呈现方式的易读性。一本排版糟糕的书籍，即使内容再精彩，也容易让人望而却步。从这一点来看，这本书无疑是成功的。我非常期待书中能够提供一些进阶的练习题，这些练习题能够帮助我巩固所学知识，并将理论应用到实际的编程挑战中。通过解决这些问题，我希望能真正掌握C++和面向对象编程的精髓，并将其运用到我的实际开发工作中。

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“组合”与“继承”是面向对象设计中两种不同的关系。“继承”是一种“is-a”的关系，而“组合”则是一种“has-a”的关系。我希望书中能够清晰地阐述这两种关系的区别，以及它们各自适用的场景。我理解，组合是将一个对象作为另一个对象的成员变量，通过这种方式来复用其他类的功能。这种设计更加灵活，因为它允许我们在运行时动态地改变对象的行为，而不需要像继承那样在编译时就确定好类之间的关系。书中是否有提供关于如何利用组合来构建复杂对象，以及如何通过组合来实现“委派”模式的例子，都将是我非常期待的内容。例如，一个 `Car` 对象可能“拥有”一个 `Engine` 对象，当 `Car` 对象需要启动时，它会“委派”给 `Engine` 对象来执行启动操作。这种设计能够使代码更加模块化，易于扩展和修改。

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“多态”无疑是面向对象编程中最具魅力的特性之一。我一直被它那种“一种接口，多种实现”的思想所吸引。它允许我们编写出更具通用性和扩展性的代码。我期待书中能够详细阐述多态的两种主要形式：编译时多态（函数重载和运算符重载）和运行时多态（通过虚函数实现）。编译时多态使得我们可以为同一个函数名赋予不同的功能，而运行时多态则允许我们在程序运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个函数。书中关于如何利用多态来设计灵活的框架，以及如何通过抽象基类和纯虚函数来定义接口，都将是我非常感兴趣的内容。我尤其希望书中能通过一些实际的例子，比如图形库的绘制，或者事件处理机制，来展示多态的强大威力。通过多态，我们可以编写出能够轻松适应新需求的代码，而无需修改已有的代码，这对于软件的长期维护和发展至关重要。

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我非常关注书中关于“设计模式”的部分。在我看来，设计模式是前人在软件开发过程中总结出的解决常见问题的通用解决方案。它们不仅仅是代码的技巧，更是一种思想的沉淀，能够帮助我们编写出更健壮、更易于维护和扩展的代码。我希望书中能够介绍一些经典的面向对象设计模式，比如“工厂模式”、“单例模式”、“观察者模式”等等，并详细解释它们的应用场景和实现方式。我尤其对“工厂模式”和“单例模式”感兴趣，它们能够帮助我们更好地管理对象的创建，提高代码的灵活性和可维护性。例如，工厂模式可以让我们在不知道具体要创建哪个类的情况下，通过一个工厂类来创建对象。而单例模式则能够保证一个类在整个应用程序中只有一个实例，这在很多场景下都非常有用，比如数据库连接池或者日志管理器。

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我对书中关于“封装”的讲解非常期待。在我看来，封装是面向对象编程的基石，它将数据（属性）和操作数据的方法（行为）紧密地结合在一起，形成一个独立的单元——对象。这种设计能够有效地隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口供外部访问。我希望书中能够详细介绍如何通过访问修饰符（如 `public`、`private`、`protected`）来控制成员的访问权限，从而实现数据的隐藏和保护。例如，将敏感数据声明为 `private`，并通过 `public` 的 getter 和 setter 方法来间接访问和修改，这不仅能够防止数据被非法篡顾，也能够允许我们在访问数据时进行额外的逻辑处理，比如数据校验。书中是否有提到如何设计高内聚、低耦合的类，以及如何通过封装来提高代码的可维护性和可重用性，都将是我关注的焦点。

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翻开书页，映入眼帘的是清晰的目录结构，这对于我这种喜欢有条理地学习的读者来说，无疑是一个巨大的福音。目录清晰地划分了各个章节，从C++的基础语法，到类、对象、继承、多态等面向对象的核心概念，再到更高级的应用，脉络分明。我特别注意到其中关于“封装”的章节，它将数据和操作数据的方法捆绑在一起，这不仅提高了代码的安全性，也使得代码更易于管理和重用。试想一下，如果我们能够将一个复杂的功能封装成一个独立的单元，那么在未来的开发中，我们只需要调用这个单元，而无需关心其内部的实现细节，这该是多么高效的事情。书中对“继承”的讲解也让我眼前一亮，它允许我们创建新的类，并复用已有类的属性和方法，这种“is-a”的关系，在构建复杂的软件系统时，能够极大地减少重复劳动，提升开发效率。而“多态”，更是面向对象编程的灵魂所在，它允许我们使用同一个接口来处理不同类型的对象，从而实现更加灵活和可扩展的代码。我对书中关于如何通过实际例子来演示这些概念的讲解方式非常感兴趣，毕竟，理论性的描述有时会显得枯燥乏味，而生动的例子则能让抽象的概念变得触手可及。

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Fundamental and Explicit

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