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出版者:北京科海电子出版社

作者:许进标

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2003-1

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787900107534

丛书系列:

图书标签:

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• 实战指南

洞悉数字时代的底层逻辑：深度解析现代数据结构与算法精粹 本书并非一本面向日常办公软件操作的指南，而是一部深入探讨计算科学核心——数据结构与算法的硬核专著。 它旨在为读者构建一个坚实的理论基础，理解现代计算机程序如何高效地组织、存储和处理信息，从而驾驭日益复杂的软件系统和海量数据。 第一部分：基础构建——离散数学与计算思维的重塑 本章首先从离散数学的视角切入，为后续的算法分析奠定数学基石。我们不会停留在枯燥的定理罗列，而是聚焦于那些直接影响程序性能的核心概念：集合论的严谨性、图论在网络和关系数据库中的应用、以及组合数学在复杂度估算中的关键作用。 逻辑与证明方法论： 详细阐述归纳法、反证法在算法正确性验证中的实际操作。通过分析著名的排序算法（如快速排序的递归特性），展示如何用数学语言精确描述程序的行为。 渐近分析的艺术： 深入剖析大O、大Ω、Θ符号的物理意义。我们将用实际的代码运行时间数据来对照理论模型，揭示时间复杂度和空间复杂度如何决定一个程序的“生命力”。重点分析如何识别和优化算法中的瓶颈环节，例如矩阵乘法或大规模搜索中的二次方复杂度陷阱。 数论在现代密码学中的初步应用： 简要介绍模运算、素性测试等数论概念，为后续涉及哈希函数和加密算法的章节做好铺垫，强调数学原理如何转化为信息安全的保障。 第二部分：核心数据组织范式——从线性到非线性结构的深度探索 本部分是全书的技术核心，专注于介绍和对比不同数据结构在特定场景下的适用性与性能权衡。 线性结构的高级应用： 不仅仅是数组和链表的基础操作。我们将探讨双向链表的内存管理优化、循环队列在缓冲区设计中的优势，以及栈在表达式求值和函数调用栈追踪中的底层机制。 树形结构的精妙平衡： 深入剖析二叉搜索树（BST）的缺陷，并详细阐述AVL树和红黑树如何通过自平衡机制确保对数时间复杂度的检索、插入和删除操作。我们将用C/C++代码实例来模拟红黑树的旋转和着色过程，帮助读者直观理解其复杂性。此外，会涉及B-Tree和B+Tree在磁盘I/O优化和数据库索引设计中的核心地位。 图论的建模与遍历： 图结构是描述复杂系统（如社交网络、路由协议）的理想工具。本章将详尽解析深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的实现细节与应用场景差异。更进一步，我们将重点讲解拓扑排序在依赖关系解析中的关键作用，以及最小生成树（Prim和Kruskal算法）在网络规划中的实际部署。 哈希技术的演进与冲突解决： 从基础的拉链法到更高效的开放寻址法，本书将探讨如何设计高质量的哈希函数，以及如何应对哈希冲突，确保平均近乎常数时间的查找性能。 第三部分：算法设计范式——解决复杂问题的思维框架 本部分关注的是解决问题的策略层面，介绍几种强大的算法设计思想，这些思想贯穿于几乎所有高级计算机科学领域。 分治法（Divide and Conquer）： 以快速排序和归并排序为经典案例，强调如何安全地将问题分解，并保证子问题的解可以高效地合并。 动态规划（Dynamic Programming）： 区分其与分治法的核心区别——最优子结构和重叠子问题。我们将通过背包问题（0/1和完全背包）和最长公共子序列等经典案例，详细讲解自底向上（迭代）和自顶向下（带备忘录）两种实现路径的性能差异和代码编写技巧。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 讲解贪心选择性质的判断标准，并分析其在霍夫曼编码和区间调度问题中的成功应用，同时警示其局限性，即并非所有优化问题都适用贪心策略。 回溯法与分支限界法： 深入探索解决NP完全问题的有效方法，如八皇后问题和旅行商问题（TSP）的近似解法，重点在于如何剪枝以避免无效的搜索空间。 第四部分：高级算法专题与性能优化实践 本章将视角提升至现代计算环境，探讨处理大规模数据流和优化I/O密集型操作的关键技术。 字符串匹配的高效算法： 不满足于朴素算法的效率，本书将详细剖析KMP算法和Rabin-Karp算法的预处理步骤和线性时间匹配原理。 排序算法的深度对比： 集中比较堆排序的稳定性和空间效率，以及计数排序、基数排序在处理特定范围整数时的“线性时间”优势。 近似算法与启发式方法： 鉴于许多实际问题无法在合理时间内找到精确解，本章会介绍如何利用启发式搜索（如A算法）和局部搜索技术来获得高质量的近似解，这是工程实践中不可或缺的技能。 本书面向对象： 计算机科学专业学生、有志于深入理解操作系统、编译器、数据库内核或高性能计算领域的工程师。它要求读者具备扎实的编程基础（如C/C++或Java），并渴望从“如何使用”提升到“为何如此设计”的认知高度。通过对本书内容的掌握，读者将具备独立分析和设计高效软件解决方案的能力。

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