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页数:285

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出版时间:2010-2

价格:30.00元

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isbn号码:9787111295679

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 编程
• 计算机科学
• 软件开发
• 入门
• 教材
• 基础
• 算法
• 面向对象
• 数据结构

好的，这是一本关于数据结构与算法的图书的详细简介，它完全不涉及《Java语言程序设计》的内容： --- 书名： 算法的艺术与数据结构的精妙：从基础到实践 作者： [此处留空，模拟专业作者风格] 页数： 约 800 页（精装版） 目标读者： 计算机科学专业学生、软件工程师、算法爱好者、希望提升编程思维和解决问题能力的开发者。 --- 内容概述 《算法的艺术与数据结构的精妙：从基础到实践》是一部全面深入探讨核心计算机科学基础——算法与数据结构的权威著作。本书旨在构建读者坚实的理论基石，并提供丰富的实战案例，使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”和“为什么这样做”。 在当今数据爆炸和计算能力日益增强的时代，高效地组织信息和设计巧妙的解决方案是软件工程的生命线。本书正是围绕这一核心需求展开，系统地梳理了从线性结构到复杂图论的知识体系，并辅以详尽的性能分析，确保读者能够选择并实现最优的计算方案。 第一部分：数据组织的基础与核心范式（Fundamentals and Core Paradigms） 本部分为全书的理论基石，重点在于建立对数据组织方式的直观理解和数学化的分析能力。 第1章：计算的基石与效率的度量 本章首先引入计算复杂性理论的基本概念。我们深入探讨时间复杂度和空间复杂度的含义，并详细阐述大 O 表示法的严格定义和应用场景。读者将学习如何对递归和迭代算法进行精确的渐进分析，区分最好、最坏和平均情况下的性能表现。我们将通过实际代码示例，展示常数时间操作与对数时间操作的巨大差异。 第2章：线性结构的精耕细作 本章专注于最基本但应用最广泛的线性数据结构。 数组与动态数组（ArrayList/Vector）： 深入剖析底层内存布局，理解随机访问的 O(1) 优势，以及动态扩容背后的摊还分析。 链表家族： 详细对比单向链表、双向链表和循环链表的插入、删除和遍历操作的优劣。着重讨论在特定场景下，链表如何优于数组（例如，频繁的中间位置插入）。 栈（Stack）与队列（Queue）： 介绍其“后进先出”和“先进先出”的抽象特性，并展示它们在函数调用栈管理、表达式求值（中缀转后缀）以及广度优先搜索（BFS）中的经典应用。 第3章：抽象数据类型与泛型思维 本章侧重于数据结构的抽象层次。我们探讨如何通过接口和抽象类来定义数据结构的行为，将实现细节与逻辑接口分离。本章强调泛型编程的思想，确保数据结构可以在不同数据类型上灵活复用，为后续学习更高级的结构打下严谨的模块化基础。 第二部分：高效查找与排序的艺术（The Art of Search and Sort） 排序与查找是算法领域的核心战场。本部分将剖析经典算法的精髓，并着重于它们在实际数据集上的性能调优。 第4章：内排序的经典与创新 本章详细解构主流的比较排序算法： 基础排序： 冒泡排序、选择排序和插入排序，重点分析其在小规模或基本有序数据上的适用性。 分治的威力： 快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略、分区过程的优化（如三数取中法），以及其平均 O(N log N) 性能的来源。 合并思想： 归并排序（Merge Sort）的稳定性分析，以及它作为外部排序基础的重要性。 堆的应用： 引入堆（Heap）数据结构，实现堆排序，并探讨其在构建优先队列中的关键作用。 第5章：查找算法的优化路径 从基础的线性查找过渡到高效的基于比较的查找。 二分查找（Binary Search）： 深入分析其在有序数组上的 O(log N) 性能，并讨论边界条件的鲁棒性处理（如查找第一个大于 X 的元素）。 查找表的构建： 介绍哈希表（Hash Table）的底层原理，包括哈希函数的设计原则、冲突解决策略（链地址法、开放寻址法）以及负载因子对性能的影响。本章将提供一个高性能哈希表的从零实现。 第三部分：树形结构与层次化数据管理（Hierarchical Data Structures） 树结构是处理自然界和信息系统中的层次关系的理想模型。 第6章：基础树结构与遍历策略 树的基本概念： 根、节点、度、深度、森林等术语的精确定义。 二叉树（Binary Trees）： 重点介绍满二叉树和完全二叉树的特性。 遍历艺术： 彻底掌握前序、中序、后序三种深度优先遍历（DFS），以及层序遍历（BFS）的实现细节。 第7章：平衡搜索树的奥秘 本章是本书的难点与重点之一，旨在揭示如何维持树结构的平衡以保证 O(log N) 的查找性能。 AVL 树： 详细讲解单旋和双旋的旋转操作，确保树的高度保持平衡。 红黑树（Red-Black Trees）： 作为标准库中广泛使用的自平衡结构，本章将深入分析其五大性质、插入和删除操作中的颜色翻转与旋转修复机制，理解其更优的平均性能和实现复杂度。 B 树与 B+ 树： 针对外部存储（磁盘I/O）的优化，解释多路平衡搜索树在数据库索引中的核心地位。 第四部分：图论与复杂网络分析（Graph Theory and Network Analysis） 图结构是建模关系和连接的终极工具，涵盖了从社交网络到城市交通规划的一切。 第8章：图的表示与遍历 图的表示法： 深入比较邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List）的内存消耗与操作效率，并讨论在稀疏图和稠密图中的选择标准。 图的遍历算法： 详细实现和对比深度优先搜索（DFS）在图中的应用（如连通分量识别）和广度优先搜索（BFS）（如寻找最短无权路径）。 第9章：最短路径与最小生成树 本章聚焦于图论中最核心的优化问题。 最短路径算法： 完整覆盖 Dijkstra 算法（处理非负权边）和 Bellman-Ford 算法（处理含负权边的场景及负权环检测）。 最小生成树（MST）： 解释 Prim 算法和 Kruskal 算法的贪婪策略，并分析它们在构建成本最低网络时的适用性。 第10章：拓扑排序与关键路径分析 探讨有向无环图（DAG）的特殊性质。 拓扑排序： 使用 DFS 或 Kahn 算法实现拓扑排序，并将其应用于项目调度和依赖关系分析。 关键路径法： 利用拓扑排序计算项目完成的最短时间，是项目管理领域的核心算法应用。 第五部分：高级算法设计范式与实用技术（Advanced Paradigms and Practical Techniques） 本部分将视角提升到算法设计方法论的层面，培养读者解决复杂问题的思维框架。 第11章：贪心算法与动态规划 贪心策略： 分析适用贪心算法的必要条件（贪心选择性质和最优子结构），并通过活动选择问题、霍夫曼编码等经典案例巩固理解。 动态规划（DP）： 强调 DP 的最优子结构和重叠子问题两大特征。系统讲解从自顶向下（记忆化搜索）和自底向上（表格填充）两种实现方式，重点剖析背包问题（0/1 背包、完全背包）和最长公共子序列（LCS）。 第12章：回溯法与分支限界法 回溯法（Backtracking）： 作为搜索求解有限解空间的有力工具，深入分析其剪枝策略，应用于 N 皇后问题、数独求解等。 分支限界法： 介绍如何利用界限函数来有效修剪搜索树，解决旅行商问题（TSP）等 NP-hard 问题的近似或精确解。 第13章：字符串匹配与文本处理 基础字符串查找： 朴素算法的效率分析。 高级匹配算法： 详尽讲解 KMP 算法的失效函数（Prefix Function）的构建，以及 Rabin-Karp 算法中的滚动哈希技术，用于实现高效的文本检索。 结语：算法思维的持续进化 全书以严谨的数学推导、清晰的伪代码描述和丰富的现实世界案例贯穿始终。本书不依赖任何特定的编程语言语法，而是专注于算法思想和数据结构的普适性原则。读者在完成本书的学习后，将具备对任何计算问题进行性能建模、结构选择和高效实现的能力，真正掌握计算科学的核心竞争力。 ---

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这本书的叙事风格非常独特，它不像某些技术书籍那样冷冰冰地堆砌定义和代码片段，而是带着一种导师般的耐心和洞察力在引导读者。我特别喜欢作者在解释每一个新概念时所采用的“辩证法”。比如在介绍继承和多态的时候，作者不仅阐述了它们带来的好处——代码复用性提高、结构更灵活，还非常坦诚地指出了潜在的陷阱，比如“耦合性”的增加以及在多层继承中维护的难度。这种不回避问题的写作态度，让我觉得作者是在真正关心读者的成长，而不是仅仅为了完成教学任务。每当遇到一个比较晦涩的知识点，比如接口和抽象类的细微差别时，书中总会巧妙地穿插一些历史背景或者设计哲学，让我明白“为什么”要这样设计，而不是死记硬背“是什么”。这种深层次的理解，远比单纯记住几行代码重要得多。而且，书中的代码示例设计得非常巧妙，它们通常都是最小化的、最纯粹的演示，能够精准地隔离出要讲解的特性，极大地降低了读者的认知负担。读完某一章，我总能感觉到自己不仅仅是学会了语法，更是领悟了这门语言背后的设计精神。

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在实战应用方面，这本书的表现超出了我的预期。我最初以为这只是一本偏向理论基础的教材，但随着深入，我发现作者在关键章节穿插了大量“如何将理论应用于实际”的案例分析。例如，在讲解集合框架时，它不仅仅介绍了`ArrayList`和`LinkedList`的区别，还深入探讨了在处理高并发写入场景下，应该优先考虑哪些数据结构变体，虽然没有直接给出复杂框架的完整实现，但它提供的思路和分析框架，足以让我触类旁通地去解决工作中的具体问题。令我印象深刻的是，书中对错误处理和调试技巧的讲解篇幅相当可观。作者用一种近乎“侦探小说”的方式，带我们一步步追踪一个常见的空指针异常的根源，展示了如何利用IDE的调试工具进行有效断点设置和变量监视。这种实战导向的教学方法，极大地增强了我的工程能力。读完这些部分，我感觉自己不再是只会写“Hello World”的新手，而是有了一套基础的、可以应对日常开发挑战的工具箱和思维模式。这种“授人以渔”的精髓，是很多只注重语法罗列的书籍所不具备的。

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这本书的排版和视觉体验，说实话，第一次看的时候有点让人头疼，但适应之后，它的功能性就显现出来了。它几乎没有使用任何花哨的彩色图表或者闪亮的动画效果来分散注意力，完全是黑白打印，内容占据了页面的绝大部分空间。这使得阅读过程异常专注，我的目光始终被代码和解释性文字所吸引，不会被突兀的插图打断思路。这种极简主义的排版风格，非常适合需要长时间集中精力深入钻研技术细节的读者。不过，要提到的是，书中对关键术语的强调方式非常独特——它们往往不是用粗体或者斜体来区分，而是通过特定的缩进和旁边的注释框来突出，初看之下可能需要花点时间去适应这个独特的标记系统。一旦适应，你会发现这种方式反而能让信息层级更加分明。书后的索引部分做得极其详尽，几乎涵盖了书中的每一个类名、方法名和关键词，检索效率极高，这在后期复习和查阅特定语法点时，帮了我大忙。总体而言，它牺牲了视觉上的“美感”，换来了阅读上的“效率”和“专注度”。

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从学习的深度和广度来看，这本书的价值远超其定价。它不仅仅是对某一特定版本语言特性的描述，更像是一份深入探讨这门语言设计哲学和演化历史的纲领性文献。我特别欣赏作者在回顾某些特性时，会引用到早期版本中的一些设计决策，并解释为什么这些决策在后来的迭代中被改进或保留了下来。这种对语言生命周期的洞察，让读者对技术更新换代的必然性有了更深层次的理解。它培养了一种批判性思维，而不是盲目接受现状的习惯。读完此书，我感觉自己对“软件工程”的理解从一个单纯的“编码”行为，提升到了一个“系统构建”和“长期维护”的层面。书中对于性能优化的讨论，也并非停留在表面，而是深入到JVM底层对内存模型和垃圾回收机制的浅层解析，这为我后续学习更底层的优化技术打下了坚实的基础。总的来说，这本书更像是一个修炼内功的“内力心法”，虽然初期修炼过程可能略显枯燥和耗时，但一旦练成，其带来的长期回报是无可估量的，它能让你在面对未来任何新的技术挑战时，都能快速抓住核心本质。

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这本书的装帧设计很朴实，封面是那种传统的深蓝色调，配上简洁的白色字体，初看之下确实有点严肃，但拿在手里感觉分量很足，就知道里面内容肯定不含糊。我是在一个朋友的推荐下去买的，他当时说这是他们大学里人手一册的“圣经”。当我翻开目录的时候，就被它庞大的知识体系给震住了。从最基础的数据类型、流程控制讲起，到后面的面向对象设计、异常处理，再到高级主题比如多线程和I/O操作，简直是一本全面的“武功秘籍”。对于我这种半路出家、基础不够扎实的自学者来说，这种结构清晰的安排至关重要。特别是对初学者极其友好的部分，它没有直接跳到复杂的概念，而是用大量贴近生活的例子来解释抽象的编程逻辑。比如讲解循环结构时，它不是枯燥地罗列语法，而是模拟了“清点仓库货物”或者“模拟排队取号”的场景，让我能立刻理解代码的实际作用。虽然初读时可能会觉得信息量有点大，需要反复咀嚼和练习，但一旦掌握了前几章的核心思想，后面章节的阅读速度就会明显加快，感觉就像打通了任督二脉。这种循序渐进的编排，让我在学习过程中很少产生“卡壳”的感觉，更多的是一种逐步攀登高峰的成就感。

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