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出版者:国防科技大学出版社

作者:肖基毅

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-3

价格:22.0

装帧:平装

isbn号码:9787810990134

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 计算机技术
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《数据结构与算法基础：C++实现》 内容简介 本书旨在为计算机科学与技术专业的学生提供一套全面、深入且注重实践的数据结构与算法基础教程。本书严格遵循现代软件工程的要求，以C++语言为载体，系统地讲解了计算机科学领域最为核心的理论知识——数据结构与算法的设计、实现、分析与优化。全书内容涵盖了从基础到高级的多个层次，确保读者能够建立起坚实的理论根基，并熟练掌握解决复杂计算问题的实用技能。 全书共分为七个主要部分，共计二十章，结构清晰，逻辑严密。 第一部分：基础回顾与程序设计范式（第1-3章） 本部分首先对C++的指针、引用、内存管理、面向对象编程（OOP）等核心特性进行深入回顾，特别强调RAII（资源获取即初始化）原则在数据结构实现中的应用。随后，详细阐述了算法分析的基础——渐近分析，包括大O、$Omega$ 和 $Theta$ 符号的精确定义与应用，并引入了时间复杂度和空间复杂度的计算方法。最后，系统地介绍了泛型编程思想，利用C++模板技术为后续的数据结构实现打下坚实的基础。 第二部分：线性数据结构（第4-7章） 本部分聚焦于最基础也是应用最广泛的线性结构。 第4章：数组与动态数组：探讨静态数组和动态数组（Vector）的底层实现机制，重点分析动态扩容的效率问题。 第5章：链表：详尽讲解单链表、双向链表和循环链表的结构、操作与内存效率对比。特别设计了“链表操作的常见陷阱与调试技巧”章节。 第6章：栈（Stack）：基于数组和链表两种方式实现栈，并深入讲解栈在函数调用、表达式求值（如逆波兰表示法）和递归实现中的关键作用。 第7章：队列（Queue）：实现标准队列、循环队列，并重点介绍优先队列（Priority Queue）的概念，为后续堆结构的引入做铺垫。 第三部分：非线性结构：树（第8-11章） 树结构是算法和数据管理的核心。本部分投入了大量篇幅，力求清晰透彻。 第8章：树的基本概念与遍历：定义树的术语，详细讲解前序、中序、后序遍历的递归与非递归实现，并对比分析层序遍历的应用场景。 第9章：二叉搜索树（BST）与平衡：深入剖析BST的查找、插入、删除操作，并分析其最坏情况下的性能退化。引入AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的基本旋转操作和维护平衡的规则，着重讲解其在标准库`std::map`和`std::set`中的核心地位。 第10章：堆（Heap）与堆排序：完整介绍二叉堆的结构特性，详细演示其“上浮”和“下沉”操作，并给出高效的堆排序算法实现及性能分析。 第11章：B树与B+树：针对数据库和文件系统应用的需求，本章概述B树和B+树的设计原理、多路查找机制及其在磁盘I/O效率优化中的优势。 第四部分：非线性结构：图（第12-15章） 图论是算法设计中难度较高但应用极为广泛的部分。 第12章：图的表示与基础操作：详细对比邻接矩阵和邻接表两种主流表示法，分析它们在稀疏图和稠密图中的适用性与性能差异。 第13章：图的遍历：系统实现深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS），并给出它们在连通性判断、拓扑排序中的实际应用案例。 第14章：最短路径算法：全面讲解迪杰斯特拉（Dijkstra）算法（非负权边）和贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法（含负权边），并对比Floyd-Warshall算法（所有顶点对最短路径）。 第15章：最小生成树（MST）：详细阐述Prim算法和Kruskal算法的实现细节、数据结构选择（如并查集在Kruskal中的高效应用）与性能分析。 第五部分：搜索与回溯（第16-17章） 本部分关注问题的系统性搜索策略。 第16章：哈希（散列）技术：深入讲解哈希函数的构造原理、冲突解决方法（开放寻址法、链地址法），并分析理想情况和实际情况下的平均查找性能。 第17章：回溯法与分支限界法：通过经典的八皇后问题、N城市旅行商问题等实例，系统性地展示如何使用回溯法进行系统搜索，并引入剪枝技术优化性能。 第六部分：排序算法的深度剖析（第18章） 本章超越基础的冒泡排序、选择排序，专注于高效比较排序。 第18章：高级排序技术：深入实现快速排序（Quick Sort），重点探讨轴点（Pivot）选择策略对最坏情况的影响，并实现归并排序（Merge Sort），分析其稳定性与时间复杂度保证。讨论非比较排序如计数排序和基数排序的应用场景。 第七部分：高级主题与实践（第19-20章） 第19章：算法设计范式：引入贪心算法（Greedy Algorithms）的设计思想和适用条件，并结合动态规划的思想，讲解如何识别最优子结构和重叠子问题。 第20章：实践项目：内存管理模拟器：提供一个综合性的实践项目，要求读者利用所学知识设计并实现一个简化的内存分配与回收模拟器，涵盖动态数组、链表管理、哈希查找等多种数据结构的应用，强化工程实践能力。 本书的特点在于： 1. C++现代特性应用：所有代码均采用C++17标准编写，充分利用`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`进行资源管理，确保代码的安全性和现代性。 2. 性能导向：每种数据结构和算法的实现后，都附带有严格的渐近复杂度分析，并提供实际运行时间的对比测试数据。 3. 详尽的伪代码与C++代码对应：理论描述清晰，代码实现详尽，易于读者对照理解。 4. 内置调试提示：针对链表指针操作、树的递归边界等易出错的地方，设有“陷阱警告”栏目，预警常见错误。 本书适合作为高等院校计算机科学、软件工程、信息安全、人工智能等专业本科生的数据结构与算法课程教材或参考用书，也为准备相关技术面试的初、中级工程师提供了极为扎实的复习资料。

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从一个资深工程师的角度来看，我阅读技术书籍通常会直接跳到方法论和验证部分。对于这类面向毕业设计的指导书，我认为其最大的价值在于能否帮助学生建立起一套完整的“科学研究”思维闭环。这包括如何准确地定义问题边界（Problem Definition）、如何构建可复现的实验环境（Reproducible Environment），以及如何撰写一份结构严谨、论证有力的技术报告。我尤其关注书中是否探讨了如何处理“意外错误”和“非预期结果”——在实际项目中，这些往往占据了大部分时间。如果这本书能提供一些关于调试技巧、性能优化策略，以及如何将复杂系统模块化分解的成熟经验，而不是仅仅描述“如何做”，而是深入剖析“为什么这么做会更好”，那么它就具备了超越教材的深度。我希望它能像一位经验丰富的导师，在关键的拐点给出点拨，让人茅塞顿开，而不是简单地提供“菜谱”。

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我最近在梳理我的项目文档时，发现很多地方的代码规范和设计模式描述得不够统一，正愁着找一本能够提供系统性指导的参考书。这本书的篇幅看起来相当可观，我猜测它在不同技术栈的融合与对比上应该会有深入的探讨。特别是对于毕业设计这种集大成式的实践活动，它需要涵盖从需求分析到最终部署的全过程，我对其中关于软件工程方法论在实际应用中的“变通”和“取舍”部分特别感兴趣。我希望它能超越教科书上那种理想化的模型，而是能提供一些“实战出真知”的案例分析，比如在资源受限或者时间紧张的情况下，如何进行权衡和决策，避免陷入理论的泥潭。如果能加入一些关于版本控制、团队协作流程在小型项目中的应用实例，那对我目前的困境将是极大的帮助。这种实操性强的指导，远比纯理论的堆砌来得更有价值，能真正帮助构建起一个坚固的实践框架。

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这本书的封面色彩给我一种深沉的、带有历史感的印象，仿佛在探讨计算机科学中那些经过时间沉淀下来的核心原理。我个人对理论基础的构建非常看重，特别是那些被誉为“计算机科学基石”的学科分支——比如编译原理、操作系统内核设计思路，或者形式化验证方法。我希望这本书能够深入浅出地阐释这些复杂理论背后的哲学思想和数学依据，而非仅仅停留在应用层面的调用。如果它能构建一个从底层硬件结构到上层应用逻辑的完整知识体系图谱，让读者明白各个知识点之间的内在联系和依赖关系，那就太棒了。这种系统性的、打通任督二脉的梳理，对于培养一个真正具有“计算机思维”的开发者至关重要，能确保学生在面对新的技术栈时，能够快速抓住其本质，而不是被表面的语法和工具所迷惑。

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坦白说，我对“高等教育”这个前缀总是抱有一种既期待又警惕的心态。期待它能提供最前沿、最成熟的理论框架，警惕的是它会不会过于陈旧，或者知识更新速度跟不上飞速迭代的IT行业。因此，我更关注这本书对新兴技术领域，比如云计算、大数据处理架构或者人工智能模型部署等方面的覆盖深度和广度。如果它只是停留在传统的数据结构和算法上，那它可能更适合作为入门读物，但对于一个需要完成“毕业设计”的阶段来说，显然是不够的。我希望看到的是作者如何巧妙地将那些宏大的、抽象的前沿概念，转化为可操作、可实现的设计思路，并用清晰的数学推导和严谨的逻辑链条来支撑这些观点。如果能提供一些关于如何评估不同技术方案优劣的量化指标体系，那就更完美了，这对于指导学生做出正确的、有说服力的技术选型至关重要。

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这本书的装帧设计挺有意思的，封面的色彩搭配和字体选择都透露出一种严谨又不失活力的气息，拿在手里感觉很有分量，确实像是一本能沉下心来啃读的学术专著。我注意到内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，图表排版布局合理，阅读体验很舒适，长时间阅读下来眼睛也不会太疲劳。虽然我关注的重点并非其设计本身，但作为一本技术类书籍，这种对细节的打磨，往往能侧面反映出作者在内容组织上的用心程度。我期望里面的章节划分能够逻辑清晰，能有效地引导读者从基础理论逐步深入到复杂实践，尤其是在前言部分对整个学科领域现状和未来趋势的概述，如果能有独到的见解，那这本书的价值就不仅仅停留在知识的罗列上，而是上升到对行业思考的引导层面了。 那些辅助性的图示和流程图，我希望它们能够做到“一图胜千言”，而不是为了填充版面而存在的装饰品。整体来看，初次接触这本书的印象是专业、扎实，散发着一股浓郁的学术气息，让人忍不住想翻开目录，探索里面的知识疆域。

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