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出版者:清華大學

作者:徐士良

出品人:

頁數:480

译者:

出版時間:2001-1

價格:48.00元

裝幀:

isbn號碼:9787302022909

叢書系列:

圖書標籤:

• 算法
• C語言
• 算法
• 數據結構
• 程序集
• 編程
• 計算機科學
• 經典
• 入門
• 基礎
• 代碼

圖書簡介：《數據結構與算法實戰解析》 一、本書定位與目標讀者 本書《數據結構與算法實戰解析》並非一本關於C語言基礎實現的工具書，而是定位於一本深入剖析核心數據結構原理、經典算法設計範式，並側重於工程實踐應用的進階級讀物。 我們的目標讀者群體是： 1. 有一定編程基礎（但不限於C/C++，涵蓋Java、Python等主流語言的開發者），渴望係統性夯實算法底層邏輯的工程師。 2. 軟件架構師或係統設計者，需要根據具體場景（如高並發、大數據量、實時性要求）選擇最優數據結構和算法模型的專業人士。 3. 計算機專業學生，在完成基礎課程學習後，希望通過大量實戰案例理解理論如何轉化為高效能代碼的進階學習者。 本書旨在彌補傳統教科書側重理論推導而輕視實際性能考量的不足，強調“為什麼用這個結構”和“如何優化現有實現”的重要性。 二、內容結構與核心特色 本書內容組織圍繞“結構-原理-應用-性能”的閉環展開，共分為五大部分，係統性覆蓋瞭現代計算科學中不可或缺的算法與數據結構知識體係。 第一部分：基礎數據結構與內存模型（Foundation & Memory Model） 本部分著重於理解數據結構在計算機內存中的物理錶示及其對性能的影響，避免瞭僅僅停留在抽象概念層麵。 數組與鏈錶的深度剖析： 詳細對比瞭靜態數組、動態數組（Vector/ArrayList）和各種鏈錶（單嚮、雙嚮、循環）在緩存局部性（Cache Locality）上的差異。重點分析瞭內存分配的開銷和迭代訪問的效率瓶頸。 棧、隊列與緩衝區管理： 探討瞭循環隊列的無縫實現技巧，以及如何使用棧實現非遞歸的深度優先搜索（DFS）。特彆引入瞭環形緩衝區（Ring Buffer）的概念，用於高性能日誌記錄和網絡I/O緩衝，這是許多並發係統中的關鍵組件。 哈希錶的工程實現藝術： 不僅僅是介紹拉鏈法和開放尋址法。本書深入研究瞭一緻性哈希（Consistent Hashing）在分布式係統（如負載均衡、分布式緩存）中的應用，解決瞭節點增減時的最小化數據遷移問題。同時，探討瞭如何設計更優的哈希函數以對抗惡意攻擊（哈希碰撞攻擊）。 第二部分：樹形結構的高級應用（Advanced Tree Structures） 本部分超越瞭基礎的二叉搜索樹（BST），聚焦於如何在極端情況下保持數據結構平衡和查詢效率。 自平衡樹的演進： 詳細解析瞭AVL樹、紅黑樹（Red-Black Tree）的鏇轉與著色規則，並重點分析瞭Java `TreeMap` 和 C++ `std::map` 的底層實現機製。 B樹與B+樹的數據庫哲學： 闡述瞭B樹（B-Tree）和B+樹為何成為磁盤存儲（如關係型數據庫索引）的首選。通過模擬磁盤I/O操作，直觀展示瞭多路搜索樹如何最大化地減少隨機訪問次數。 Trie樹與前綴搜索： 探討瞭Trie樹（字典樹）在字符串處理中的優勢，並將其應用於路由查找和IP地址匹配場景，包括如何使用壓縮Trie（Radix Tree）來優化空間占用。 第三部分：圖論的算法範式與路徑求解（Graph Algorithms & Pathfinding） 圖結構是復雜係統建模的核心，本部分關注如何在不同約束條件下找到最優路徑。 圖的錶示法： 深入比較瞭鄰接矩陣、鄰接錶以及高效的鄰接錶+哈希等錶示方法，並分析瞭不同錶示法對稀疏圖和稠密圖的適用性。 經典最短路徑算法的權衡： 詳述瞭Dijkstra、Bellman-Ford（負權邊處理）以及Floyd-Warshall（全源最短路徑）的適用範圍。引入瞭A 搜索算法，重點講解瞭啓發式函數（Heuristic Function）的設計對搜索效率的關鍵影響，這在遊戲AI和地圖導航中至關重要。 最小生成樹（MST）的應用： 不僅覆蓋Prim和Kruskal算法，還討論瞭MST在網絡可靠性設計和聚類分析中的實際價值。 第四部分：高效排序與搜索策略（Sorting & Searching Strategies） 本部分聚焦於算法的穩定性和時間復雜度的理論極限，並探討瞭如何利用並行化提升性能。 綫性時間排序的探索： 深入分析瞭計數排序、基數排序的工作原理，並解釋瞭它們在特定數據範圍下的性能優勢，是打破比較排序下限的理論實踐。 高級比較排序的優化： 對快速排序（QuickSort）的Pivot選擇策略（如三中值法）進行瞭實戰測試，並討論瞭歸並排序（MergeSort）在外部排序中的實現技巧。 二分查找的邊界藝術： 詳盡分析瞭標準二分查找在處理重復元素、查找第一個/最後一個匹配項時常見的“越界”陷阱，並提供健壯的邊界條件處理範例。 第五部分：高級主題與實戰範例（Advanced Topics & Practical Scenarios） 此部分將理論知識提升到係統級的解決方案層麵。 動態規劃（DP）的建模思維： 通過背包問題、最長公共子序列等經典問題，係統拆解DP問題的“狀態定義”、“狀態轉移”和“最優子結構”的構建過程，強調如何識彆重疊子問題。 貪心算法的適用邊界： 討論瞭貪心策略何時奏效，何時失效。通過霍夫曼編碼（Huffman Coding）作為正例，展示瞭貪心在構建最優前綴碼上的威力。 字符串匹配算法： 詳述瞭KMP（Knuth-Morris-Pratt）和Boyer-Moore算法，解釋瞭它們如何通過預處理避免大量的迴溯操作，從而在文本搜索中實現近乎綫性的時間復雜度。 三、本書獨特的工程視角 本書的核心價值在於，它不僅僅教授“如何實現”算法，更指導讀者“如何選擇”算法： 1. 數據結構的選擇地圖： 提供瞭一個決策樹，幫助讀者根據操作頻率（插入/刪除/查找/遍曆）、數據規模、是否需要順序性保證、是否涉及並發訪問等維度，快速鎖定最閤適的數據結構。 2. 性能瓶頸預估： 在每個關鍵算法後，都附帶瞭針對現代CPU架構（如緩存未命中、分支預測錯誤）的性能影響分析，使讀者能編寫齣理論正確且實際高效的代碼。 3. 並發與同步結構： 探討瞭無鎖數據結構（Lock-Free Structures）的基礎概念，以及如何使用原子操作（Atomic Operations）構建高性能的並發棧和隊列，這是構建現代高並發服務器的基石。 通過以上詳實的內容組織與深入的工程視角，《數據結構與算法實戰解析》旨在成為工具書之外，提升開發者硬核實力的必備參考手冊。

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我對編程語言的偏好常常波動，但對算法的追求始終如一。當我拿到這本《C常用算法程序集》時，我的第一反應是，終於有一本真正用心編寫的C語言算法書瞭。這本書的排版設計非常注重用戶體驗，清晰的標題層級和規範的代碼塊格式，使得長篇的算法推導和代碼閱讀過程變得異常輕鬆。我個人最欣賞它對“經典算法的現代詮釋”。很多算法的原始描述已經有些過時，但這本書在保留其核心思想的同時，用現代的編程範式和C語言的最佳實踐進行瞭重構。例如，對於動態規劃的章節，作者引入瞭備忘錄模式（Memoization）和自底嚮上（Bottom-Up）兩種實現思路的對比，並分析瞭它們在遞歸深度和迭代效率上的差異。這種細緻入微的對比分析，極大地提升瞭我的解決問題能力。這本書的作者似乎擁有與讀者進行無聲對話的能力，總能在你感到睏惑的關鍵節點，提供最恰到好處的解釋和代碼示例。

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說實話，我抱著極大的期待入手瞭這本《C常用算法程序集》，畢竟在當今這個“算法為王”的時代，一本高質量的C語言實現算法集是多麼的寶貴。看完前幾章後，我必須承認，我的期望值得到瞭極大的滿足，甚至有所超越。這本書最成功的地方在於它的“工程化”視角。很多算法書隻停留在理論層麵，代碼實現得也常常是教科書式的，難以直接用於生産環境。而這本集子則完全不同，它提供的C代碼質量非常高，不僅考慮瞭效率，更注重瞭代碼的可讀性、健壯性和模塊化。我嘗試著將其中關於圖搜索的部分集成到我正在開發的一個項目中，發現其實現邏輯清晰，注釋到位，幾乎沒有經過修改就能直接投入使用。這極大地節省瞭我的時間。作者在描述復雜算法（比如網絡流和字符串匹配）時，采取瞭一種遞進式的講解方式，先介紹核心思想，再展示僞代碼，最後纔是完整的C語言實現，這種結構讓理解的層次感非常分明。對於那些希望將算法理論快速轉化為實際生産力的開發者來說，這本書簡直是不可多得的寶藏。

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老實說，我之前嘗試過好幾本號稱“全麵”的算法書籍，大多是中途棄坑，因為那些書要麼是理論堆砌，要麼是代碼質量堪憂。直到我遇到瞭《C常用算法程序集》，纔真正體會到什麼叫“化繁為簡，兼顧深度”。這本書的獨特之處在於，它仿佛為每一位讀者量身定製瞭一個學習路徑。對於那些需要快速掌握某個特定算法的工程師來說，可以直接跳轉到對應的章節，代碼清晰易懂，注釋精確到位，調用方便快捷。而對於那些希望深入研究的理論愛好者，書中的許多算法還有曆史淵源和性能瓶頸的討論。我特彆關注瞭關於數值計算和加密算法的部分，作者在處理浮點數精度問題和位操作優化上展現齣的專業水準，令人印象深刻。這本書沒有那種浮誇的辭藻，一切都建立在堅實的邏輯和精確的代碼之上。它更像是一套經過精心打磨的、可以隨時投入實戰的算法工具箱，裏麵裝載的每一件工具都鋒利可靠，用起來得心應手。

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這本《C常用算法程序集》真是讓人眼前一亮！我原本以為這又是一本枯燥乏味的算法教材，充斥著晦澀難懂的數學公式和抽象的邏輯推演。然而，當我翻開第一頁時，我立刻被它那清晰、直觀的排版和豐富多彩的代碼示例所吸引。作者顯然深諳“授人以漁”的道理，他不僅僅是羅列算法的步驟，而是深入淺齣地講解瞭每種算法背後的思想精髓。比如，在講解排序算法時，他沒有停留在冒泡排序和快速排序的錶麵，而是通過生動的圖示和對比，讓我清晰地理解瞭時間復雜度和空間復雜度的權衡。更讓我驚喜的是，這本書涵蓋的算法非常全麵，從基礎的數據結構，到高級的圖論和動態規劃，幾乎涵蓋瞭計算機科學領域內最核心的算法部分。我尤其欣賞它在實踐應用上的側重，每一章都附帶瞭實際的應用場景分析，這讓我不再覺得算法是空中樓閣，而是可以解決實際工程問題的利器。對於初學者來說，這本書無疑是一盞明燈，它不會讓你迷失在算法的海洋裏，而是會穩健地引導你一步步建立起堅實的算法基礎。這本書的價值，遠不止於一本參考手冊，它更像是一位耐心細緻的良師益友。

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我是一位有著十多年經驗的資深軟件工程師，對於算法書籍有著近乎苛刻的要求。我對《C常用算法程序集》的評價是：紮實、深刻，且具備極強的實用價值。這本書的深度，體現在它對“為什麼”的追問上。例如，在講解平衡二叉樹的鏇轉操作時，它不僅展示瞭代碼，還深入剖析瞭保證樹結構平衡的數學原理，以及不同情況下的鏇轉策略選擇。這使得我對那些看似簡單的操作背後蘊含的復雜設計哲學有瞭更深層次的理解。風格上，它的語言非常嚴謹，但絕不僵硬，處處體現齣作者對計算機科學原理的深刻洞察力。與其他流行的算法書籍相比，它在“C語言特性結閤算法實現”這一點上做得尤為齣色，充分利用瞭C語言的指針、內存管理等底層特性來優化性能，這對於追求極緻性能的讀者來說是極大的福音。我將這本書放在手邊，時不時翻閱其中關於高級數據結構和特定領域算法的部分，每次都能獲得新的啓發。這不僅僅是一本工具書，更是一部可以激發思考的算法聖經。

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