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页数:327

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出版时间:2006-2

价格:28.00元

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isbn号码:9787562429937

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 编程入门
• 计算机科学
• 教材
• 算法
• 数据结构
• 基础教程
• 经典教材
• 理工科

《数据结构与算法解析》 内容简介： 本书旨在为计算机科学、软件工程及相关专业领域的学习者提供一份深入且全面的数据结构与算法学习指南。我们深刻认识到，无论是构建复杂的大型软件系统，还是应对新兴技术挑战，高效的数据组织方式与精妙的算法设计都是基石。本书摒弃了对特定编程语言的过度依赖，而是将重点放在了数据结构背后的数学原理、逻辑结构以及算法分析的严谨性上。 第一部分：基础与抽象——构建理论框架 本部分从计算思维的本质出发，对算法的复杂度分析进行详尽的介绍。我们不仅会讲解大O、$Omega$ 和 $Theta$ 记号的正式定义，还会通过大量的实例展示如何对递归和迭代算法的时间与空间复杂度进行精确估算。特别是针对分治策略、动态规划等复杂算法模式，我们会剖析其“最坏情况”、“最好情况”和“平均情况”下的性能表现。 紧接着，我们将深入探讨线性数据结构的精髓。数组作为最基础的存储单元，其内存布局、缓存局部性（Cache Locality）的影响将被详细讨论，远超简单的索引操作介绍。链表部分将细致区分单向链表、双向链表和循环链表的实现细节与应用场景的权衡，包括在内存碎片化环境下的性能考量。栈（Stack）和队列（Queue）的抽象数据类型（ADT）将通过环形缓冲区（Circular Buffer）和基于链表的实现进行对比，强调 LIFO/FIFO 原则在系统调度、表达式求值与广度优先搜索中的不可替代性。 第二部分：非线性结构的深度探索 本部分是本书的核心，专注于那些能够高效处理复杂关系和层级数据的非线性结构。 树（Trees） 的章节将从二叉树的遍历（前序、中序、后序、层序）入手，系统地过渡到平衡二叉搜索树（BST）。AVL 树和红黑树（Red-Black Tree）的旋转、插入与删除操作的数学证明和维护平衡的机制将被逐一解析，帮助读者理解其$O(log n)$查找效率的保证。此外，B 树及其变体（如 B+ 树）在数据库索引和文件系统中的实际应用场景也将被纳入讨论，体现理论与工程实践的结合。堆（Heaps）的构建与操作，特别是优先队列的实现，将是理解堆排序高效性的关键。 图（Graphs） 理论部分将采用严格的数学定义来描述顶点（Vertex）与边（Edge），并区分有向图、无向图、加权图和完全图。对图的遍历算法——深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）——的实现细节及其在连通性检测、拓扑排序中的应用进行细致阐述。在最短路径问题上，本书将全面覆盖 Dijkstra 算法、Bellman-Ford 算法的适用范围与负权边的处理，以及 Floyd-Warshall 算法在计算所有点对最短路径时的矩阵运算特性。对于最小生成树（MST），Kruskal 算法与 Prim 算法的贪婪策略及其证明将被深入探讨。 第三部分：高级抽象与实用算法 本部分将视野拓展到更复杂的数据组织形式和解决问题的通用范式。 散列表（Hash Tables） 的介绍将着重于散列函数的设计原则（如除法、乘法、完全散列）以及冲突解决策略（开放寻址法、链地址法）的性能差异。理解散列的平均 $O(1)$ 性能是如何在最坏情况下退化成 $O(n)$ 的，并学习如何通过动态调整负载因子（Load Factor）来维持高性能。 排序算法的梳理将超越简单的比较排序。除了经典的插入排序、选择排序、冒泡排序的分析外，快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略（如随机选择、中位数取中）对性能的影响将作为重点。归并排序（Merge Sort）与堆排序的稳定性与可并行性将被量化比较。对于 $O(n)$ 级别的非比较排序，如计数排序（Counting Sort）、基数排序（Radix Sort），它们是如何利用数据的特定分布特性来突破比较排序的理论下限的，将给出清晰的数学解释。 动态规划（Dynamic Programming, DP） 将被提升为一种解决优化问题的通用方法论。本书将系统地分解 DP 的两大核心要素：最优子结构和重叠子问题。通过矩阵链乘法、背包问题（0/1 背包与完全背包）、最长公共子序列等经典案例，演示自底向上（Bottom-Up）与自顶向下（Top-Down，带备忘录）的实现差异及其适用场景。 分治策略的威力将通过快速傅里叶变换（FFT）的简化介绍来展示，尽管 FFT 涉及较多复数运算，但其分治思想在处理大规模数据序列时的效率优势是不可忽视的。 第四部分：数据结构与现实世界的耦合 最后，本书将探讨数据结构在现代计算领域中的具体应用。Trie 树（前缀树）在字典、自动补全和IP路由查找中的高效性将被剖析。并查集（Disjoint Set Union, DSU） 如何通过路径压缩和按秩合并技术，实现接近常数的平均操作时间，并在最小生成树和网络连通性问题中的优雅应用。此外，对布尔代数与图论在逻辑电路和约束满足问题中的映射关系也将进行探讨，以展示算法的普适性。 本书的读者对象是希望系统性构建扎实算法基础的进阶学生和初级软件工程师。我们不提供即插即用的代码库，而是要求读者亲手实现并验证每一个复杂结构和算法，从而真正掌握其内在的逻辑与性能约束。通过对这些核心工具的透彻理解，读者将有能力在面对任何新的计算难题时，能够迅速选择或设计出最优的解决方案。

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我曾尝试过几本声称针对“现代C编程”的书籍，但要么内容陈旧，要么用力过猛，导致初学者难以把握重点。然而，这本《C语言程序设计》找到了一种完美的平衡。它在讲解基础语法结构时，毫不含糊地涵盖了C99乃至后续标准中的一些重要改进，让你从一开始就接触到规范、高效的编程范式。我特别欣赏它对泛型编程思想的初步引入，虽然C语言本身在这方面有其局限性，但作者通过宏和`void *`的巧妙运用，展示了如何在限制中寻求最大的灵活性。书中的习题设计也十分巧妙，它们不是那种简单的“输入A，输出B”的机械练习，而是需要你对数据结构和内存布局有深刻理解才能完成的思考题。这使得学习过程充满了挑战性，但也带来了巨大的成就感。每次完成一个相对复杂的练习，我都感觉自己的“编程肌肉”得到了有效的锻炼。

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从排版和装帧来看，这本书就透着一股子沉稳可靠的气质，很适合放在书架上随时取用。但真正让我爱不释手的是它对底层硬件交互的描绘。它没有止步于软件层面，而是非常细致地解释了C语言代码是如何被编译成机器指令，又是如何与操作系统和硬件寄存器打交道的。这种对“程序为何运行”的深层追问，极大地满足了我作为一个技术爱好者的好奇心。尤其是对`volatile`关键字的讲解，配合不同架构下编译器的行为差异分析，让我对并发编程的理解上升到了一个新的高度。这本书的语言风格是极其内敛和精准的，它避免了任何浮夸的赞美或不必要的寒暄，所有内容都是为了服务于知识的传递。对于任何想把C语言学透，不满足于停留在应用层调用的程序员来说，这本书绝对是案头必备的案卷，它提供的知识深度和广度，足以支撑未来多年的技术发展。

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说实话，我之前对C语言一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得这是“硬核”程序员才玩得转的语言，充满了各种不友好的底层细节。但这本书彻底颠覆了我的看法。它在开篇就花了不少篇幅来介绍C语言的历史地位和它在现代编程生态中的角色，这种宏观的视角让我明白了学习它的价值，而不是仅仅停留在“会写几个循环”的层面。最让我欣赏的是作者对“工程实践”的重视。书中穿插了大量高质量的实战项目案例，这些案例不仅仅是代码展示，更是对整个开发流程的模拟。比如，如何进行模块化设计、如何使用预处理指令组织大型项目，以及如何进行性能优化——这些都是我在其他入门书籍里很少能找到的深度内容。每次读完一个章节，我都会有一种“醍醐灌顶”的感觉，不再是单纯的语法学习，而是真正开始像一个软件工程师那样去思考问题。特别是书中关于标准库函数的深度解析，让我明白为什么有些函数效率高，有些则需要谨慎使用。这本书的深度和广度，完全超越了“入门”二字，更像是一本实战手册，值得我反复翻阅。

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这本《C语言程序设计》简直是为我这种编程新手量身定做的！我之前在网上找了不少资料，但要么是代码堆砌，要么是概念解释得晦涩难懂，看得我一头雾水。直到我接触到这本书，才真正找到了学习C语言的“对味儿”的感觉。它不像一些教科书那样板着脸孔，而是用一种非常接地气的方式，把指针、内存管理这些C语言的“拦路虎”一点点剖析开来。比如，书中对数据结构和算法的结合讲解，特别到位。它不是孤立地讲理论，而是立马告诉你，学了这些知识点，能解决什么实际问题。我印象最深的是它对文件操作那一部分的阐述，步骤清晰，配上详尽的错误处理示例，让我很快就能上手写出健壮的程序。阅读过程中，我感觉作者像是坐在我对面，耐心地解答我的每一个疑惑，那种循序渐进的引导，极大地增强了我继续深入学习的信心。即便是那些复杂的位运算操作，作者也巧妙地用生活中的例子来比喻，让抽象的概念瞬间变得形象起来。这本书的排版和图示也做得非常好，逻辑结构清晰可见，读起来一点也不费劲，完全是那种读完后会忍不住想立刻打开编译器敲代码的冲动。

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这本书的叙事风格简直是独树一帜，带着一股子老派但极其扎实的理工科气息。它不追求花哨的修辞，每一个句子都像是在进行严密的逻辑推导，但这种严谨反而带来了一种极高的阅读效率。我发现自己很少需要回溯阅读，因为作者在构建知识体系时，已经预判到了读者可能产生的困惑点，并在后续内容中提前进行了铺垫和澄清。对于调试和排错这一块，书中提供的技巧简直是“救命稻草”。它没有简单地说“使用调试器”，而是深入分析了常见内存泄漏和栈溢出的底层原因，并给出了针对性的诊断思路。我曾经在一个复杂的链表操作上卡壳了两天，但按照书中提示的“打印关键地址和状态”的方法后，问题迎刃而解。这种教会你“如何思考”而不是仅仅给出“答案”的教学方式，才是真正有价值的。这本书更像是一份工具箱，里面装满了解决实际问题的利器，而不是一本填鸭式的教科书。

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