Data Structures and Algorithm Analysis in Java

Data Structures and Algorithm Analysis in Java pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Pearson
作者:Mark A. Weiss
出品人:
页数:640
译者:
出版时间:2011-11-18
价格:GBP 129.99
装帧:Hardcover
isbn号码:9780132576277
丛书系列:
图书标签:
  • JAVA
  • 数据结构
  • 算法
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  • Data Structures and Algorithms
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具体描述

Data Structures and Algorithm Analysis in Java is an “advanced algorithms” book that fits between traditional CS2 and Algorithms Analysis courses. In the old ACM Curriculum Guidelines, this course was known as CS7. This text is for readers who want to learn good programming and algorithm analysis skills simultaneously so that they can develop such programs with the maximum amount of efficiency. Readers should have some knowledge of intermediate programming, including topics as object-based programming and recursion, and some background in discrete math. As the speed and power of computers increases, so does the need for effective programming and algorithm analysis. By approaching these skills in tandem, Mark Allen Weiss teaches readers to develop well-constructed, maximally efficient programs in Java. Weiss clearly explains topics from binary heaps to sorting to NP -completeness, and dedicates a full chapter to amortized analysis and advanced data structures and their implementation. Figures and examples illustrating successive stages of algorithms contribute to Weiss’ careful, rigorous and in-depth analysis of each type of algorithm. A logical organization of topics and full access to source code complement the text’s coverage.

《算法的艺术与现代计算的基石》 引言 在这个信息爆炸的时代,数据如同滚滚洪流,算法则如同驾驭洪流的关键技术。理解数据结构与算法,不仅仅是计算机科学专业的必修课,更是任何希望在数字世界中脱颖而出的开发者、数据科学家、甚至任何对高效解决问题充满热情的人的必备技能。本书将带您踏上一段深入探寻算法精髓的旅程,揭示那些支撑起现代计算世界的基石,并教会您如何巧妙地设计和分析算法,以应对日益复杂和庞大的数据挑战。 本书内容概览 本书旨在系统地介绍核心的数据结构和算法,并着重于它们的理论分析和实际应用。我们不局限于孤立的知识点,而是将它们置于解决实际问题的框架下进行讲解,使您能够理解“为什么”以及“如何”选择和应用最适合的工具。 第一部分:数据结构的艺术 — 组织与访问的智慧 我们将从最基础但至关重要的数据结构开始,探索它们是如何组织和存储数据的,以及这些组织方式如何直接影响我们访问和处理数据的效率。 数组与链表:线性结构的基石 深入理解数组的静态分配与动态伸缩,分析其在随机访问和内存使用上的优势与劣势。 探索链表的灵活性,包括单向链表、双向链表和循环链表,理解它们在插入和删除操作上的高效性。 比较数组和链表在不同场景下的适用性,以及在空间和时间复杂度上的权衡。 栈与队列:后进先出与先进先出的哲学 学习栈(LIFO)在函数调用、表达式求值等场景中的应用。 掌握队列(FIFO)在任务调度、广度优先搜索等方面的作用。 通过实际例子,理解栈和队列如何简化复杂问题的解决过程。 树:层次化的数据表示与高效查询 从二叉树的基础概念出发,学习其遍历方法(前序、中序、后序)。 深入探索二叉搜索树(BST)的查找、插入和删除操作,理解其对数时间复杂度的潜力。 介绍平衡二叉搜索树(AVL树、红黑树)的概念,以及它们如何通过自平衡机制保证查找效率,防止最坏情况的发生。 理解堆(Heap)作为一种特殊的树形结构,在优先队列和堆排序中的关键作用。 图:连接世界的网络模型 掌握图的表示方法(邻接矩阵、邻接表),理解它们在存储不同规模和密度图时的优劣。 学习图的遍历算法:深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),以及它们在连通性判断、路径查找等问题上的应用。 探索有向无环图(DAG)的特定性质及其在任务依赖、拓扑排序等领域的应用。 哈希表:追求极致的查找效率 深入理解哈希函数的设计原则,以及如何选择一个好的哈希函数。 学习处理哈希冲突的常用方法,如链地址法(Separate Chaining)和开放地址法(Open Addressing),并分析其对性能的影响。 探讨哈希表在实现集合、字典等数据结构时的强大能力,以及接近常数时间的平均查找、插入和删除复杂度。 第二部分:算法的分析与设计 — 解决问题的智慧 有了坚实的数据结构基础,我们将转向算法的设计与分析。这一部分将教会您如何衡量算法的效率,以及如何设计出优雅且高效的解决方案。 算法分析的度量:时间复杂度和空间复杂度 详细介绍大O符号(Big O notation),理解其在描述算法渐进趋势上的重要性。 学习分析不同操作(如循环、递归)的时间复杂度。 掌握空间复杂度的概念,以及如何评估算法的内存占用。 通过大量实例,巩固对O(1), O(log n), O(n), O(n log n), O(n^2)等常见复杂度的理解。 递归与分治策略:化繁为简的艺术 深入理解递归的原理,掌握递归函数的定义、基线条件和递归步骤。 学习分治(Divide and Conquer)策略,如何将大问题分解为小问题,独立解决后再合并。 通过经典算法(如归并排序、快速排序、二分查找)的学习,体会分治策略的强大威力。 动态规划:避免重复计算的最优解法 介绍动态规划的核心思想:最优子结构和重叠子问题。 学习如何识别一个问题是否适合用动态规划解决,并构建状态转移方程。 通过背包问题、最长公共子序列、斐波那契数列等典型例子,掌握自底向上(Bottom-Up)和自顶向下(Top-Down)的两种实现方式。 贪心算法:局部最优通往全局最优之路 理解贪心算法的直观性,即在每一步都做出当前看起来最优的选择。 学习如何证明贪心策略的正确性,识别适用于贪心算法的问题类型。 通过活动选择问题、霍夫曼编码、最小生成树(Prim算法、Kruskal算法)等例子,掌握贪心算法的应用。 图算法的深度探索 深入学习最短路径算法:Dijkstra算法(单源最短路径)和Floyd-Warshall算法(所有顶点对最短路径)。 研究最小生成树算法:Prim算法和Kruskal算法,以及它们在网络连接中的应用。 探索拓扑排序(Topological Sort)及其在有向无环图中的应用。 搜索算法:系统地探索可能性 除了图的DFS和BFS,还将探讨更广泛的搜索技术,如回溯(Backtracking)和分支限界(Branch and Bound)在解决组合问题和优化问题中的应用。 第三部分:高级主题与实战应用 本书的最后部分将触及一些更高级的数据结构和算法,以及它们在现代软件开发中的实际价值。 字符串匹配算法:高效文本搜索的利器 介绍朴素字符串匹配算法,并分析其局限性。 深入学习KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法,理解其如何利用预处理加速匹配过程。 简要介绍Rabin-Karp算法和Boyer-Moore算法。 高级数据结构的应用:B树、B+树与Trie树 理解B树和B+树在数据库和文件系统中的重要作用,以及它们如何优化磁盘I/O。 学习Trie树(前缀树)在自动补全、拼写检查等场景下的高效性。 算法设计模式的总结与迁移 回顾并总结本书介绍的各种算法设计模式,如分治、动态规划、贪心等。 强调如何识别和迁移这些模式到新的问题解决中。 实战案例分析 将所学知识应用于解决一些常见的实际问题,例如: 设计一个高效的缓存系统。 实现一个搜索引擎的索引模块。 分析网络流量和进行路径优化。 结语 《算法的艺术与现代计算的基石》不仅仅是一本技术手册,更是一次思维的启迪。通过深入理解数据结构的组织方式和算法的设计原理,您将获得一种解决问题的全新视角,能够更自信、更高效地应对复杂的计算挑战。无论是构建高性能的应用程序,分析海量数据,还是探索人工智能的前沿,坚实的数据结构与算法基础都将是您最宝贵的财富。本书将陪伴您一同成长,成为一名真正理解并驾驭算法的数字世界的创造者。

作者简介

Mark Allen Weiss is Professor and Associate Director for the School of Computing and Information Sciences at Florida International University. He is also currently serving as both Director of Undergraduate Studies and Director of Graduate Studies. He received his Bachelor’s Degree in Electrical Engineering from the Cooper Union in 1983, and his Ph.D. in Computer Science from Princeton University in 1987, working under Bob Sedgewick. He has been at FIU since 1987 and was promoted to Professor in 1996. His interests include data structures, algorithms, and education. He is most well-known for his highly-acclaimed Data Structures textbooks, which have been used for a generation by roughly a million students.

Professor Weiss is the author of numerous publications in top-rated journals and was recipient of the University’s Excellence in Research Award in 1994. In 1996 at FIU he was the first in the world to teach Data Structures using the Java programming language, which is now the de facto standard. From 1997-2004 he served as a member of the Advanced Placement Computer Science Development Committee, chairing the committee from 2000-2004. The committee designed the curriculum and wrote the AP exams that were taken by 20,000 high school students annually.

In addition to his Research Award in 1994, Professor Weiss is also the recipient of the University’s Excellence in Teaching Award in 1999 and the School of Computing and Information Science Excellence in Teaching Award (2005) and Excellence in Service Award (2007).

目录信息

读后感

评分

这本书买了很多年,搬了这么多次工位,一直在办公室常备的书(虽然已经很少翻看). 里面使用的代码,不是所谓的伪代码,而是正经可以运行的C代码,所以新人如果能照着做一遍下来,收获应该不小. 我的一个朋友,很多年前也是读这本书写了一些笔记: http://www.luocong.com/dsaanotes/ ...  

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很好的一本书,给人的感觉像是做开发的人写的,不像其它很多数据结构的书仅仅是对数据结构做描述。 其中各种数据结构的实现具有很强的技巧性,很多都讲了在STL中的实现方法。不过推荐对数据结构有一定基础的人看可能它的实现方式理解起来会容易很多。  

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这本书买了很多年,搬了这么多次工位,一直在办公室常备的书(虽然已经很少翻看). 里面使用的代码,不是所谓的伪代码,而是正经可以运行的C代码,所以新人如果能照着做一遍下来,收获应该不小. 我的一个朋友,很多年前也是读这本书写了一些笔记: http://www.luocong.com/dsaanotes/ ...  

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不知道为什么豆瓣上大力推荐这本书的人这么多? 读到第四章,大量的内容连伪代码都没有,只是给了一个大概的解释,对于一个数据结构的初学者来说,真的可以通过这些内容来入门么? 大量的练习题没有答案,有答案的也大多语焉不详。 Amazon上对这书的差评很多,大家可以自己去看。  

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很好的一本书,给人的感觉像是做开发的人写的,不像其它很多数据结构的书仅仅是对数据结构做描述。 其中各种数据结构的实现具有很强的技巧性,很多都讲了在STL中的实现方法。不过推荐对数据结构有一定基础的人看可能它的实现方式理解起来会容易很多。  

用户评价

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这本书的书脊泛着淡淡的纸张特有的温润光泽,似乎在诉说着它承载的智慧和经验。对于一个在代码海洋中摸索多年的开发者来说,数据结构和算法分析就像是一张精准的海图,能指引我们避开暗礁,找到最优航线。而Java,则是我们手中最趁手的船桨。我希望能在这本书中,看到那些曾经让我头疼的算法难题被一一拆解,变得清晰易懂。比如,在处理海量数据时,如何选择最合适的数据结构来优化查询速度?在设计分布式系统时,又是哪些算法在幕后默默地支撑着系统的稳定性?我渴望理解那些“为什么”,而不仅仅是“怎么做”。我希望作者能够用生动形象的比喻,将枯燥的理论知识变得鲜活有趣,让我在阅读的过程中,能够不自觉地产生共鸣,甚至产生“原来如此”的豁然开朗。这本书,能否成为我手中那把解开算法迷雾的金钥匙,我拭目以待。

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封面上的字体设计颇具现代感,搭配着沉静的色彩,给人一种知识宝库即将开启的神秘感。作为一名对性能有着极致追求的Java开发者,我深知数据结构与算法是提升代码效率的关键。我迫切地想知道,在Java的生态系统中,有哪些优秀的内置数据结构可以信手拈来,又有哪些自定义的数据结构能够帮助我应对更复杂的需求。同时,对于一些看似简单的操作,比如字符串匹配、文件查找,书中是否能提供比常规方法更优的算法实现?我期待书中能够详细讲解各种算法的设计思路、实现细节以及它们各自的优缺点,并能通过清晰的图示或伪代码来辅助理解。我想通过这本书,能够形成一种“直觉”,在面对编程挑战时,能够迅速地联想到最合适的数据结构和算法,从而写出更高效、更健壮的代码。

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这本书的封面设计简洁明了,封面上“Data Structures and Algorithm Analysis in Java”的字样清晰可见,散发着一种专业而严谨的气息。在翻开这本书之前,我脑海中浮现的是无数关于时间复杂度和空间复杂度的讨论,以及各种巧妙的数据结构设计,它们如同算法世界的基石,支撑着现代软件工程的宏伟建筑。我期待着在这本书中,能找到那些隐藏在日常编程背后的深刻洞察,理解为何某些算法在特定场景下表现出色,而另一些则显得力不从心。Java作为一种广泛应用的编程语言,其丰富的生态系统和强大的虚拟机,为实现高效的数据结构和算法提供了坚实的基础。我希望这本书能够深入浅出地介绍如何在Java中优雅地实现这些核心概念,不仅仅是理论的讲解,更重要的是能够提供实际的代码示例,帮助我将抽象的知识转化为可执行的程序。这本书是否能带领我进入一个全新的理解层次,让我能够更自信地解决复杂的问题,从而在技术道路上更进一步,这是我最期待的。

评分

初次拿到这本书,厚实的分量就预示着它所包含的知识深度。我一直认为,扎实的数据结构和算法基础是区分一个普通程序员和一个优秀工程师的重要标志。在Java这个充满活力的技术领域,掌握这些核心概念尤为重要。我希望这本书能够提供一个系统性的学习路径,从最基础的链表、栈、队列,逐步深入到树、图、堆等复杂结构,并辅以对各种排序、搜索、图遍历算法的细致剖析。我尤其关注书中对算法效率的分析,比如各种算法的时间和空间复杂度是如何计算的,以及在实际应用中,如何根据具体场景选择最优的算法。如果书中能够包含一些经典的面试题或者实际项目中的案例分析,那就更完美了,这有助于我将理论知识与实际工作相结合,提升解决实际问题的能力。

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这本书的装帧风格朴实无华,但正是这种不加修饰的设计,反而更能突显内容的价值。在Java编程的世界里,理解数据结构和算法,就像是掌握了武林秘籍,能让你的程序如虎添翼。我希望这本书能够深入地探讨不同数据结构之间的权衡,例如,数组的快速访问与链表的灵活插入之间的取舍,以及它们在Java中的具体实现方式。对于算法分析,我希望书中不仅仅是列出公式,更能解释这些公式背后的逻辑,以及它们如何影响实际的运行性能。我期待书中能够涵盖一些高级算法,比如动态规划、贪心算法、回溯算法等,并且能够提供一些实际应用场景的例子,让我看到这些算法是如何被巧妙地应用于解决现实世界的问题的。这本书能否帮助我构建一个坚实的技术根基,让我能够自信地应对各种技术挑战,这是我最看重的。

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是一本好书,但是自己只是粗略的看了一遍,也尝试实现了里面的就给常见的算法。课后习题大部分都没有做,难度比较大,后面要花时间做一些课后题。如名字所示,里面有很多对算法进行的数学分析。每一章最后的Reference也是不错的资源,也需要花时间看了。所以现在自己其实不算看完一遍这本书,只是翻了一遍,离看完还需要很长时间以及实践。

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入门绝佳教材,把各种数据结构很清晰的用图示和步骤呈现出来,至少从概念来说,讲明白了

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我觉得里面给的code都不太对,至少AVL姐按照他给的implement不出来。。。。。还有CS课本里的proof怎么跟数学的proof读着像两种不同的genre???

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好读,对数据结构的介绍比算法导论详细,有implementation

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是一本好书,但是自己只是粗略的看了一遍,也尝试实现了里面的就给常见的算法。课后习题大部分都没有做,难度比较大,后面要花时间做一些课后题。如名字所示,里面有很多对算法进行的数学分析。每一章最后的Reference也是不错的资源,也需要花时间看了。所以现在自己其实不算看完一遍这本书,只是翻了一遍,离看完还需要很长时间以及实践。

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