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出版者:电子工业出版社

作者:戴维斯

出品人:

页数:456

译者:

出版时间:2003-4

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787505385535

丛书系列:

图书标签:

• C#
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《深入理解数据结构与算法（C++实现）》 作者：张伟, 李明 出版社：博文科技出版社 --- 内容提要 本书旨在为读者提供一套全面、深入、且高度实用的数据结构与算法学习指南，特别侧重于使用高性能的C++语言进行理论阐述与代码实现。在当今软件工程对效率和可靠性要求日益严苛的背景下，扎实的算法基础是构建复杂、高效系统的基石。本书内容并非停留在传统教科书的理论罗列，而是紧密结合现代计算的实际需求，以清晰的逻辑结构、详尽的数学分析和精妙的C++实现，带领读者从底层原理出发，构建起坚固的计算机科学思维框架。 本书的结构设计遵循由浅入深、循序渐进的原则，确保初学者能够平稳过渡，而有经验的开发者也能从中发掘新的洞察。我们不仅仅关注算法的“能用”，更深入探讨其“为什么好用”以及在不同场景下的“最优选择”。 第一部分：基础理论与核心概念的重塑 本部分致力于打牢读者对算法分析和C++核心特性的理解。 第1章：算法分析与性能评估 复杂度分析的精确量化： 深入剖析大O、$Omega$ 和 $Theta$ 符号的数学意义，区分最坏、平均和最好情况下的时间与空间复杂度。讲解摊还分析法（Amortized Analysis）在处理动态数组和特定数据结构（如斐波那契堆）时的应用。 C++性能陷阱与优化基础： 讨论C++编译模型的特性如何影响运行时性能，包括函数内联、虚函数调用开销、内存局部性原理（Locality of Reference）对缓存命中的影响。 第2章：C++面向对象与模板编程（为数据结构服务） 现代C++特性集成： 聚焦C++17/20标准中对算法实现至关重要的特性，如`constexpr`、移动语义（Move Semantics）和右值引用，以确保数据结构操作的零开销抽象。 泛型编程的精髓： 详细讲解函数模板、类模板以及偏特化，如何构建出可用于任意数据类型的通用算法框架。讨论概念（Concepts）在约束模板参数方面的优势。 第二部分：经典线性与非线性数据结构的高效实现 本部分是本书的核心，所有结构均采用C++标准库（STL）未直接提供的、或采用更底层/更优化方式进行手写实现，旨在揭示其内部机制。 第3章：数组、链表及其高级变体 动态数组的生命周期管理： 深入实现一个高性能的`Vector`类，精确控制内存分配、重分配策略（如指数增长）以及高效的元素移动与交换。 多级与非连续链表： 实现带哨兵节点的双向链表，并引入跳跃列表（Skip List）作为链表的高速搜索替代方案，详细分析其概率模型和查询复杂度保证。 第4章：栈、队列与抽象数据类型 循环队列与双端队列（Deque）： 探讨固定大小实现中的溢出检测与高效的指针/索引循环移动技巧。 优先队列的底层构造： 重点讲解二项堆（Binomial Heap）和斐波那契堆（Fibonacci Heap）的合并、插入和删除最小元素操作，对比其摊还时间复杂度的差异。 第三部分：树形结构与空间组织 本部分深入探索如何利用树结构进行数据的组织、查找和排序，强调平衡性与操作效率的维持。 第5章：平衡二叉搜索树的艺术 红黑树的精细调控： 详细拆解红黑树的五大性质，并提供从插入到删除的全套旋转和颜色翻转逻辑的C++实现，重点关注自平衡机制的鲁棒性。 AVL树与2-3-4树的对比： 阐述AVL树的严格高度平衡保证及其带来的较高旋转成本，并引入2-3-4树，作为理解B树的前置知识。 第6章：B树家族与磁盘I/O优化 B树与B+树的数据库应用： 阐述B树家族如何优化磁盘存取（降低I/O次数），并针对数据库索引的特点，实现B+树，突出叶子节点的链式结构带来的范围查询优势。 Trie（前缀树）的变体： 实现标准Trie、压缩Trie（Radix Tree）以及用于字符串集合管理的Patricia Trie，并应用于自动补全场景。 第四部分：核心排序、查找与图论算法 本部分覆盖了计算机科学中最经典、应用最广泛的算法，并关注其在并行化和特定约束条件下的适应性。 第7章：高级排序技术与并行化考量 基于比较的极限： 深入分析堆排序（Heap Sort）的内存效率和稳定性分析。 非比较排序： 详述基数排序（Radix Sort）、计数排序（Counting Sort）和桶排序（Bucket Sort）的工作原理，并明确其适用范围和线性时间复杂度的前提条件。 并行排序基础： 初步探讨如何将归并排序或快速排序的思想适配到多核环境下的并行分解策略。 第8章：图论：从遍历到最短路径 图的抽象表示： 详细对比邻接矩阵与邻接表在不同图密度下的内存占用和操作效率。 核心遍历与连通性： 深度讲解深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在拓扑排序、寻找强连通分量（SCC）中的应用，并实现Tarjan算法。 最短路径算法集： 完整实现Dijkstra算法（使用斐波那契堆优化其性能）、Bellman-Ford算法（用于负权边检测）以及Floyd-Warshall算法，并进行实际应用场景的案例分析。 第五部分：动态规划与高级主题 本部分旨在提升读者的抽象思维能力，掌握优化决策问题的核心思想。 第9章：动态规划（DP）的思维模式 最优子结构与重叠子问题： 通过背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列（LCS）等经典问题，系统性地引导读者构建DP状态转移方程。 空间优化技巧： 讲解如何通过滚动数组等技术，将二维DP问题的空间复杂度从$O(NM)$优化至$O(M)$。 第10章：高级主题与现代计算挑战 字符串匹配算法： 详述Knuth-Morris-Pratt (KMP) 算法和Boyer-Moore算法的预处理过程和核心思想，分析其在文本搜索中的效率提升。 计算几何基础： 简要介绍凸包问题（Jarvis March, Graham Scan）的基本算法，以及如何利用向量运算解决二维空间中的基本关系判断。 启发式搜索： 介绍A搜索算法，重点分析如何设计有效的启发函数（Heuristic Function）以指导搜索过程，并给出在迷宫寻路中的实际应用。 本书特色 1. 纯粹的C++实践： 所有代码均采用现代C++标准编写，不依赖于STL容器的内部实现，完全暴露数据结构构造的细节。 2. 理论与实践的完美融合： 每章理论讲解后紧跟详尽的C++代码示例，并附带性能分析报告。 3. 面向工程的视角： 强调算法在资源受限环境下的选择，如内存对齐、缓存友好性、以及如何选择合适的抽象层次来平衡开发速度与执行效率。 本书是计算机科学专业学生、软件架构师以及所有希望系统性提升编程功底和问题解决能力的工程师的必备参考书。阅读本书后，读者将能够自信地设计和分析任何复杂的软件系统中的核心数据处理模块。

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我用了将近一周的时间，才勉强阅读完前三分之一的内容，最大的感受就是其内容的密度和广度超乎想象。它不仅仅是简单地罗列API和语法，而是深入到了设计模式在实际项目中的应用层面，很多教科书上轻易带过的概念，在这里都有详细的案例和剖析。例如，在处理数据绑定和事件驱动模型的那部分，作者没有满足于展示“如何做”，而是花了大量篇幅解释“为什么这么做”以及不同实现方式之间的性能取舍。这种探究底层原理的做法，对于我这种有一定经验的开发者来说，非常有价值，它帮助我修正了一些长期以来基于习惯而非最佳实践形成的代码习惯。阅读过程中，我发现自己不得不频繁地查阅一些相关的在线文档来对照理解某些深奥的底层实现细节，这反过来也促进了我对整个.NET生态系统更全面的认知。如果说有什么可以改进的地方，或许是某些高级主题的论述略显跳跃，可能需要读者具备相当强的自学能力才能完全消化。

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这本书的装帧设计确实很吸引人，封面采用了一种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色和黄色字体，给人一种专业而又不失现代感的感觉。我拿到手的时候，首先注意到的是它纸张的质感，内页的纸张厚实，印刷清晰，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于一本技术类的书籍来说至关重要。从目录上看，内容组织结构非常清晰，逻辑层次分明，从基础概念的引入到复杂功能的实现，每一步的过渡都显得非常自然和平稳。我特别欣赏作者在章节安排上所体现出的匠心，它似乎在引导读者，不是生硬地抛出代码和理论，而是像一位经验丰富的导师，耐心地铺陈知识的脉络。尤其是前几章对.NET框架核心机制的剖析，讲解得深入浅出，即便是初学者也能快速抓住要点。这种对细节的关注，从物理属性到知识结构的编排，都展现了出版方和作者对读者体验的重视。总而言之，从拿到书的那一刻起，我就对它抱有了很高的期待，认为它在技术深度和阅读体验上都做了很好的平衡。

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从我接触的几本关于C#编程的经典著作比较来看，这本书最大的特点在于其前瞻性和对“未来”技术的关注度。它并非仅仅停留在对现有稳定版本的API进行详尽介绍，而是很巧妙地将一些新兴的技术趋势融入到了案例设计中，这使得这本书具有更长的生命周期。比如，在提及数据持久化方案时，它不仅涵盖了传统的ADO.NET，还对ORM工具的使用进行了深入探讨，并且在架构部分隐约透露了对云原生应用开发的一些思考方向。这种不满足于现状、引导读者思考如何构建可扩展、可维护的下一代应用软件的理念，是令我最为赞赏的。它促使读者在学习具体技术的同时，不断地提升自己的架构视野，这对于职业发展而言，远比掌握一两个孤立的技术点要重要得多。这本书不仅是教会你“如何编码”，更是在塑造你的“工程师思维”。

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这本书的语言风格非常务实，没有任何多余的修饰词，直奔主题，这在快节奏的技术学习中是非常高效的。作者的叙述方式更像是项目组内部的技术分享会记录，直接且充满实战经验。我尤其喜欢它在介绍复杂控件或技术模块时，习惯性地提供一个小型实战项目作为支撑，而不是纯粹的片段代码。这种“上下文驱动”的教学方式，极大地帮助我理解了理论知识在真实应用场景中的落地价值。举个例子，在讲解自定义控件渲染时，书中给出的代码不仅完整可用，而且附带了详细的注释，解释了每一行GDI+绘图命令背后的意图，这比市面上很多只给出功能实现而不解释原理的书籍要高明得多。我尝试着照着书中的步骤构建了一个小工具，整个过程行云流水，极大地增强了我的学习信心。这种强调实践和即时反馈的学习路径，是这本书最核心的魅力所在。

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坦白说，这本书的排版在某些技术图表的呈现上，我认为还有提升的空间。虽然文字部分的阅读体验是顶级的，但在涉及UML图、系统架构图或复杂流程图时，图表的清晰度和标注的详尽程度显得有些不足。特别是当涉及到多线程同步机制的流程图时，线条的交叉和层级的划分显得有些拥挤，我不得不借助外部工具将其重新绘制一遍才能完全理清数据流向。这可能是为了控制全书的篇幅或成本所做的取舍，但对于深度理解异步编程模型这类高度依赖视觉辅助的主题来说，无疑增加了一点额外的学习负担。如果后续版本能对这些关键的结构图进行重新设计，采用更现代化的可视化技术，那么这本书的整体价值将会再上一个台阶。目前来看，它更偏向于文字和代码的深度论述，而对图形化辅助的投入略显保守。

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