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出版者:人民邮电出版社

作者:李玲

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2005-2-1

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115128386

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 教程
• 入门
• 编程
• 计算机
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• 基础
• 算法

《数据结构与算法分析：C语言描述》图书简介 本书旨在深入探讨计算机科学领域的核心基石——数据结构与算法。不同于侧重于某一特定编程语言特性的教程，本书以严谨的理论分析和清晰的逻辑推导为核心，并选择C语言作为实现和演示的工具。选择C语言，是因为其作为底层语言的特性，能够让读者直接、清晰地洞察数据结构在内存中的具体组织方式，以及算法执行过程中的资源消耗细节，这对于理解效率和性能至关重要。 全书结构围绕“抽象数据类型（ADT）的定义与实现”和“算法的效率分析”两条主线展开。我们摒弃了过于花哨的图形界面或依赖高级框架的实现方式，回归到最纯粹的计算机科学本质。 第一部分：基础回顾与效率衡量 开篇将首先对读者已有的C语言基础进行必要的梳理，重点聚焦于指针、结构体、动态内存分配（`malloc`、`free`）等与数据结构实现紧密相关的部分。随后，我们将引入算法分析的数学基础。这是理解后续所有内容的关键。 我们将详细讲解渐近分析法，重点剖析大O记法（$O$）、大Ω记法（$Omega$）和大Θ记法（$Theta$）的精确含义和应用场景。通过实例，读者将学会如何根据输入规模的变化，准确预测算法的运行时间复杂度（时间复杂度）和空间需求（空间复杂度）。我们不会停留在表面的“快慢”描述，而是会深入探讨最坏情况、最好情况和平均情况分析的差异和适用性。此外，对递归算法的时间复杂度分析，特别是主定理（Master Theorem）的应用，将作为本部分的高级主题进行详尽的阐述和例证。 第二部分：线性与非线性数据结构 这一部分是本书的主体，系统地介绍了构成现代计算系统的各种基本数据结构。 线性结构的章节首先涵盖了数组（作为静态存储的基石），并引申至链表。我们会对比单向链表、双向链表和循环链表的实现细节，着重分析它们在插入、删除操作中相比于静态数组的性能优势和劣势。 随后，栈（Stack）与队列（Queue）作为限制性操作的抽象数据类型被介绍。栈的“后进先出”（LIFO）和队列的“先进先出”（FIFO）特性，将通过链表或数组实现来具体展示。我们会探讨它们在表达式求值、函数调用栈管理以及广度优先搜索（BFS）中的实际应用。 进入非线性结构的探讨，我们将首先聚焦于树（Tree）。二叉树是重点，包括完全二叉树、满二叉树的概念。遍历算法（前序、中序、后序）将用递归和非递归（基于栈）两种方式完整实现。 在此基础上，我们深入研究二叉搜索树（BST），分析其平均和最坏情况下的查找效率。为了解决BST在极端数据输入下可能退化成链表的问题，本书将详细介绍平衡搜索树的概念。虽然实现AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的完整代码量较大，但本书会着重剖析其旋转操作的原理和保持平衡的机制，以及它们如何保证$O(log n)$的最坏情况性能。 堆（Heap）作为一种特殊的树形结构，将作为优先队列（Priority Queue）的有效实现方式进行讲解。我们将详细分析如何使用数组高效地表示堆，并阐述堆化（Heapify）过程和`insert`/`extract_max`操作的线性对数时间复杂度。 第三部分：高级抽象与图论 散列表（Hash Table）是解决平均$O(1)$查找问题的关键技术。本书将详细讨论哈希函数的设计原则（均匀性、低冲突性），并系统比较不同的冲突解决策略：分离链接法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing），包括线性探测、二次探测和双重散列。负载因子（Load Factor）对性能的影响分析是本章的重点。 图（Graph）是描述复杂关系网络的核心工具。我们将从图的表示法入手，对比邻接矩阵和邻接表在不同稀疏度图上的空间效率和操作复杂度。 在图算法部分，本书将聚焦于经典的搜索和路径查找算法： 1. 图的遍历：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在图结构上的实现及其在连通性判断、拓扑排序中的应用。 2. 最短路径算法：详细讲解Dijkstra算法（适用于非负权图）和Bellman-Ford算法（适用于包含负权边的图），并分析其时间复杂度。 3. 最小生成树（MST）：重点剖析Prim算法和Kruskal算法的实现细节和效率对比。 第四部分：算法设计范式与C语言实现考量 最后一部分将提升到算法设计哲学的层面。我们将探讨几种主要的算法设计范式： 分治法（Divide and Conquer）：通过实例（如归并排序、快速排序）展示如何将问题分解、解决子问题并合并结果。 贪心算法（Greedy Algorithms）：分析其适用条件（最优子结构和贪心选择性质），并给出如霍夫曼编码等经典案例。 动态规划（Dynamic Programming）：这是本部分的难点和重点。我们将通过斐波那契数列、背包问题、最长公共子序列等例子，讲解如何识别重叠子问题和最优子结构，区分自底向上（迭代）和自顶向下（带备忘录）的实现方式。 贯穿全书的C语言代码实现，都严格遵循清晰的模块化设计，并注重内存泄漏的预防和指针操作的安全性。每种数据结构和算法的实现都附带了详细的性能分析，旨在培养读者将抽象概念转化为高效、健壮的底层代码的能力。本书的最终目标是使读者不仅知道“如何实现”，更深刻理解“为何如此实现”以及“这种实现是否最优”。

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我对工具书的评价往往会聚焦在其工具属性上。就《C语言程序设计教程》而言，它的工具价值体现在其极高的“可检索性”和“参考性”。即使我不是在系统地学习，而是需要快速查阅某个特定的知识点——比如位运算的操作符优先级，或者某个标准输入输出函数的特定格式控制符——我都能迅速定位到准确的内容。这本书的索引做得非常详尽，这对于一个需要经常回溯知识点的项目开发者来说至关重要。另外，书中对C语言标准（ANSI C）的遵循度很高，这保证了书中演示的代码具有极强的通用性和兼容性，避免了因为依赖于特定编译器或操作系统的特性而导致代码移植性差的问题。这使得我能放心地将书中学到的技术应用于不同的开发环境中。这本书已经不再仅仅是一本教材，它更像是一本随时可以参考的“C语言工具手册”。它不仅教会了我如何从零开始构建程序，更重要的是，它提供了一套严谨、可靠的编程范式，这种范式一旦内化，将影响我未来学习任何其他编程语言的方式。它的价值，已经超越了单纯的C语言范畴，上升到了编程思维方法论的高度。

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说实话，我一开始对任何“教程”类的书籍都抱持着一种审慎的态度，总觉得很多教程内容空泛，代码示例也过于简单，缺乏实战意义。但是，这本《C语言程序设计教程》完全颠覆了我的看法。它的优势在于对底层逻辑的深入挖掘，而不是仅仅停留在“是什么”的层面，而是深入剖析了“为什么是这样”。举个例子，书中对内存管理和编译过程的讲解，远超我预期的深度。它不仅讲了`malloc`和`free`的使用，还深入探讨了堆区和栈区的区别，甚至提及了内存泄漏可能导致的后果，并给出了相应的调试思路。这对于希望从“会写代码”迈向“理解代码”的读者来说，是极其宝贵的财富。我记得有一次我在调试一个复杂的结构体嵌套访问时遇到了难题，翻阅本书的对应章节，发现作者用一种近乎严苛的逻辑链条分析了数据在内存中的存储布局，瞬间点亮了我脑中的思路。此外，本书对标准库函数的介绍也极为详尽，不仅罗列了函数原型，还给出了不同使用场景下的注意事项，避免了我们在实际工程中因为误用标准库函数而引入难以察觉的Bug。这本书更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何“像一个C程序员那样思考”，而不是简单地教你如何应付考试。

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这本《C语言程序设计教程》的封面设计得相当朴实，没有太多花哨的图形，直截了当地给人一种严谨、扎实的学技术的感觉。我是在朋友的强烈推荐下购入的，他告诉我这本书是入门C语言的“宝典”。拿到书后，我立刻被其清晰的章节划分和由浅入深的讲解方式所吸引。作者在介绍基础语法，比如变量声明、基本数据类型这些内容时，讲解得非常细致，即便是零基础的读者也能很快跟上节奏。尤其让我印象深刻的是，书中关于指针部分的论述，常常是初学者的一个“拦路虎”，但这本书的处理方式非常巧妙，通过大量的图示和贴合实际的例子，将抽象的内存地址概念具象化了。例如，书中用楼层和房间号的比喻来解释指针的指向和解引用，这种接地气的解释方法，让我豁然开朗，不再觉得指针是个高不可攀的知识点。而且，每一章的末尾都附带了大量的随堂练习和思考题，这些题目设计得非常精妙，它们不仅仅是重复知识点的简单测试，更多的是引导我们去思考如何用C语言解决实际的小问题。这本书的排版也做得很好，代码块和文字描述之间的间距适中，阅读起来眼睛不容易疲劳，这对于长时间学习编程的人来说，是一个非常贴心的细节设计。总体而言，作为一本入门教材，它成功地为我搭建了一个坚实的C语言知识框架。

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我是一个偏爱实践大于理论的工科生，因此，一本编程书如果只有枯燥的理论，对我来说价值就大打折扣了。这本书的魅力恰恰在于它成功地找到了理论与实践之间的黄金平衡点。每一组核心概念的引入，几乎都会紧随其后地附带一个精心设计的编程案例。这些案例的复杂度是经过精确控制的，它们从最简单的计算器程序，逐步升级到文件操作、链表管理，乃至简单的图形化输出（尽管是基于字符界面的）。我特别欣赏作者在处理“数据结构初步”时的处理方式，它没有将这些内容作为一个独立的高级章节来处理，而是有机地融入到C语言特性讲解中，比如在讲解结构体和动态内存分配时，就自然而然地引入了链表的概念，让数据结构的学习不再是孤立的知识点，而是C语言强大表达力的体现。书中的每一个示例代码，我都亲手敲了一遍，并且尝试着修改其中的参数或逻辑，观察输出的变化，这种“边学边做”的过程，极大地增强了我对知识的掌握程度。如果说理论是骨架，那么这本书提供的实践案例就是丰满的血肉，让整个学习过程变得有血有肉，充满乐趣。

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从阅读体验的角度来看，这本书的“人情味”很足，这在技术书籍中是比较少见的。作者的文字风格非常平和、耐心，没有那种高高在上、不容置疑的专家口吻。我可以想象作者在写这本书时，是站在一个真正想帮助学习者进步的立场上。比如，在讲解循环嵌套和递归调用这两个容易让人思维打结的地方，作者会反复强调“边界条件”和“终止条件”的重要性，并且会用一种非常口语化但又极其精确的语言来描述程序执行流的跳转过程。阅读过程中，我几乎没有产生“我看不懂作者在说什么”的挫败感。更值得一提的是，书中对一些常见的编程误区进行了专门的章节或段落提醒，这些“陷阱”的设置非常巧妙，它们精准地指向了初学者最容易犯错的地方，比如字符数组的末尾空字符处理、函数参数传递时的值拷贝问题等。这些及时的警示，为我避免了未来可能出现的无数次“为什么我的程序会崩溃”的困惑。这本书读起来，更像是与一位知识渊博的朋友一起钻研技术难题，而不是被动地接收信息，这种交互感是很多教材所欠缺的。

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