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出版者:冶金工業齣版社

作者:吳其慶

出品人:

頁數:346

译者:

出版時間:2005-2

價格:35.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787502437152

叢書系列:

圖書標籤:

• Java
• 程序設計
• 經典教程
• 入門
• 基礎
• 教學
• 編程
• 計算機
• 軟件開發
• 教材

好的，這是一份關於《數據結構與算法：C++實現》的圖書簡介。 圖書名稱：《數據結構與算法：C++實現》 導言：構建高效軟件的基石 在現代軟件工程的浩瀚圖景中，代碼的優雅與效率同等重要。我們常常被眼花繚亂的框架和庫所吸引，但真正的核心競爭力，在於對底層邏輯的深刻理解與精妙設計。《數據結構與算法：C++實現》正是一本緻力於將讀者從“會用”提升至“精通”的實踐指南。它不僅僅是一本理論的羅列，更是一份係統化的工程實踐手冊，旨在通過C++這門性能卓越的語言，徹底揭示數據組織和問題求解的藝術。 本書的編寫核心理念是“理論與實踐的無縫對接”。數據結構是數據的組織方式，算法是解決問題的步驟。這兩者是所有計算科學的靈魂。沒有高效的數據結構，再精妙的算法也可能淪為性能的瓶頸；反之，沒有恰當的算法，再優化的數據結構也無法發揮其最大潛力。本書將深入剖析經典的數據結構，並用最貼閤工程實際的C++語言實現，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。 第一部分：基礎與抽象——數據組織的哲學（約 350 字） 本部分首先為讀者打下堅實的數學和C++基礎，為後續復雜結構的深入探討做準備。 1. 復雜度分析的量化標準： 我們將從漸近分析（大O、Ω、Θ錶示法）入手，這是衡量程序效率的通用語言。不僅限於理論推導，更將結閤實際代碼片段，演示如何在編譯期和運行期預測性能。時間復雜度和空間復雜度的權衡藝術，是軟件架構師必須掌握的第一課。 2. C++的強大工具箱： 深入剖析C++標準模闆庫（STL）中與數據結構緊密相關的組件，如智能指針（用於內存管理和資源生命周期控製）、模闆元編程的基礎（用於泛型編程的實現）以及類和繼承在抽象數據類型（ADT）構建中的應用。理解如何利用C++的特性，而非僅僅是其語法，來構建健壯、可擴展的數據結構。 3. 綫性結構的精耕細作： 從最基礎的數組（Array）齣發，探索其在內存中的連續性優勢與局限。隨後，詳盡講解鏈錶（Linked List）的單嚮、雙嚮及循環變體，重點分析其在動態內存分配場景下的高效插入與刪除操作。同時，我們也會對比綫性結構在緩存局部性上的差異，幫助讀者理解底層硬件對程序性能的影響。 第二部分：層次與關聯——樹、圖與高級抽象（約 550 字） 本部分是本書的核心，它將帶領讀者進入非綫性結構的世界，這是處理復雜關係和層級數據的關鍵所在。 1. 樹形結構的係統構建： 從最簡單的二叉樹開始，我們將逐步深入到平衡樹的殿堂。二叉查找樹（BST）的原理、性能瓶頸，以及如何通過AVL樹和紅黑樹（Red-Black Tree）實現自平衡，是本章節的重點。紅黑樹的插入、刪除及鏇轉操作將通過大量的圖示和代碼注釋進行細緻的分解，確保讀者能夠完全掌握其復雜但高效的維護機製。接著，圖解B樹和B+樹，探討它們在文件係統和數據庫索引中的核心作用。 2. 堆與優先級的統治： 堆（Heap）作為實現高效優先級的利器，我們將詳細講解其“完全二叉樹”的特性和“堆屬性”。無論是最大堆還是最小堆，其構建（Heapify）和調整過程都將通過C++的`std::make_heap`等底層機製進行反嚮工程分析。這直接關係到 Dijkstra 算法、Prim 算法等關鍵路徑搜索的應用。 3. 圖論：世界的拓撲描繪： 圖（Graph）是模擬現實世界連接關係最強大的工具。本書將嚴格區分有嚮圖與無嚮圖、帶權圖與非帶權圖。重點剖析圖的兩種核心遍曆算法：深度優先搜索（DFS）與廣度優先搜索（BFS），並對比它們在迷宮求解、拓撲排序中的應用。隨後，我們將專注於最短路徑問題，實現和分析經典的 Dijkstra 算法和 Floyd-Warshall 算法，並探討處理負權邊的 Bellman-Ford 算法。連通性分析，如最小生成樹（MST）的 Kruskal 算法和 Prim 算法，也將通過C++代碼清晰呈現。 第三部分：方法與優化——算法設計的精髓（約 400 字） 數據結構是“容器”，而算法是“行動指南”。本部分聚焦於高效的問題求解策略。 1. 排序算法的性能光譜： 我們將不僅僅展示冒泡排序和選擇排序的樸素實現，更會將重點放在高效的 $O(N log N)$ 級彆算法上：快速排序（Quick Sort）的樞軸選擇策略與遞歸深度優化，以及歸並排序（Merge Sort）的穩定性與並行化潛力。通過實際測量不同規模數據下的性能麯綫，讀者將直觀感受到算法選擇對最終效率的決定性影響。 2. 遞歸與分治的威力： 深入探討分治策略（Divide and Conquer）的應用範式，如漢諾塔、矩陣乘法等經典案例。同時，遞歸的本質——棧幀的開銷與尾遞歸的優化，也將作為重要的性能考量點進行討論。 3. 動態規劃的遞推藝術： 動態規劃（DP）被譽為算法皇冠上的明珠。本書將通過最經典的背包問題、最長公共子序列（LCS）等實例，教會讀者如何識彆“重疊子問題”和“最優子結構”，並以自底嚮上的迭代（Bottom-Up DP）方式，結閤 C++ 數組或哈希錶進行記憶化存儲，實現空間優化。 第四部分：映射與集閤——高效查找與匹配（約 200 字） 本部分關注如何實現快速的數據存取和集閤操作。 1. 哈希錶的精確構造： 深入解析散列錶（Hash Table）的工作原理，包括哈希函數的優劣標準（如一緻性、均勻性）。重點講解處理衝突的幾種主流方法：鏈地址法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測和雙重哈希）。理解如何通過調整裝載因子來平衡查找速度與空間占用。 2. 集閤與映射的高效實現： 結閤前述的平衡樹知識，詳細分析 C++ STL 中 `std::set` 和 `std::map`（基於紅黑樹）的內部機製，以及 `std::unordered_set` 和 `std::unordered_map`（基於哈希錶）的性能特性。通過對比，讀者可以明確在不同場景下，應選擇哪種容器以達到最佳查詢性能。 結語：工程實踐與持續優化 《數據結構與算法：C++實現》不僅僅停留在理論層麵，每一章的末尾都附有基於實際工程需求的優化挑戰。本書旨在培養讀者一種係統性的思維方式：麵對問題，不再是簡單地尋找一個可運行的解法，而是追求一個在時間、空間和可維護性上都達到最優的解決方案。掌握這些經典結構與算法，就是掌握瞭駕馭任何復雜計算任務的鑰匙。

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不得不說，《Java程序設計經典教程》在代碼規範和最佳實踐方麵，給瞭我很大的啓發。很多時候，我們學習編程，往往隻關注“能不能運行”，而忽略瞭“寫得好不好”。這本書則在這方麵下瞭不少功夫。作者在介紹各種語法特性時，都會不自覺地融入一些通用的編碼風格建議，比如如何命名變量和方法，如何編寫清晰的注釋，如何組織代碼結構等等。我特彆欣賞其中關於“代碼重構”的章節，作者並沒有隻是簡單地提及這個概念，而是用瞭一個實際的例子，展示瞭如何將一段臃腫、難以維護的代碼，逐步優化成結構清晰、易於擴展的版本。這個過程讓我深刻體會到瞭“代碼是寫給人看的，其次纔是給機器運行的”這句話的真諦。書中還對一些常見的Java開發工具，如Eclipse或IntelliJ IDEA，的基本使用做瞭簡要介紹，雖然不是重點，但對於很多初學者來說，這相當於解決瞭“工欲善其事，必先利其器”的難題，讓他們能更順暢地投入到編程實踐中去。

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這本書的優勢在於它不迴避Java中一些相對復雜的概念，而是以一種循序漸進、層層遞進的方式進行闡述。我之前在學習過程中，對於“接口”和“抽象類”這兩個概念總是有些混淆，總覺得它們之間界限模糊。但在《Java程序設計經典教程》中，作者花瞭相當大的篇幅來對比兩者的異同，並且通過多個不同層級的代碼示例，生動地展示瞭它們在實際開發中的應用場景和設計哲學。例如，作者通過一個“圖形”的例子，先定義一個抽象的“形狀”類，然後通過繼承實現“圓形”和“矩形”，最後又引入“可繪製”接口，清晰地展示瞭抽象類在共享通用行為上的優勢，以及接口在定義契約和實現多態性方麵的獨特價值。此外，書中對異常處理機製的講解也十分到位，不僅講解瞭try-catch-finally的語法，還深入分析瞭checked exception和unchecked exception的區彆，以及如何自定義異常類來更好地管理程序中的錯誤。這些內容對於初學者來說可能需要一些時間去消化，但一旦理解，將極大地提升代碼的健壯性和可維護性。

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這本書最大的亮點在於，它不僅僅是一本“教你寫代碼”的書，更是一本“教你如何思考”的書。作者在講解每一個知識點時，都會引導讀者思考其背後的設計思想和應用場景。比如在講到集閤框架時，作者並沒有簡單地羅列ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap等各種集閤的用法，而是深入分析瞭它們各自的底層實現原理，以及在不同場景下，哪種集閤更適閤使用，為什麼。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，讓學習過程更加主動和深刻。書中還包含瞭一些關於設計模式的初步介紹，雖然篇幅不長，但對於初學者來說，是一個很好的啓濛，讓他們能夠開始接觸到一些更高級的編程思想和架構方式。讀完《Java程序設計經典教程》，我感覺自己不僅僅是學會瞭一些Java的語法，更重要的是，我開始理解瞭如何用一種更係統、更規範、更高效的方式去編寫Java程序。

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初次翻開《Java程序設計經典教程》，就被其嚴謹的排版和清晰的目錄所吸引。作者在開篇就明確瞭本書的定位，並非僅僅是羅列Java語法，而是著眼於培養讀者獨立解決問題的能力。書中對基礎概念的講解，比如變量、數據類型、運算符，都力求做到細緻入微，旁徵博引。舉例時，作者並沒有使用那種過於簡單、流於形式的“Hello, World!”，而是引入瞭一些貼近實際應用場景的小例子，例如如何用Java實現一個簡單的計算器，或者如何處理用戶輸入。這些例子雖然不復雜，但能迅速幫助讀者建立起對抽象概念的具象認知。更值得稱贊的是，作者在講解每一章節的結尾，都會設置一些思考題或者小練習，這些題目不隻是簡單地重復課文內容，而是引導讀者去思考“為什麼”和“如何改進”，這對於鞏固知識、激發創新思維起到瞭關鍵作用。我尤其喜歡其中關於麵嚮對象設計的章節，作者用一種非常易於理解的方式，從現實世界的類比入手，講解瞭封裝、繼承、多態等核心概念，而不是直接拋齣晦澀的定義。讀完這一部分，我感覺自己仿佛真的打開瞭通往Java世界的一扇新大門，充滿瞭探索的欲望。

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對於想要深入理解Java虛擬機（JVM）工作原理的讀者，《Java程序設計經典教程》同樣提供瞭寶貴的參考。作者並沒有把JVM描繪成一個黑箱，而是用通俗易懂的語言，解釋瞭類加載機製、內存模型（堆、棧、方法區等）、垃圾迴收的基本原理。在講解垃圾迴收時，書中引用瞭一些比喻，將JVM想象成一個勤勞的清潔工，定時清理不再被引用的對象，有效地避免瞭內存泄漏。雖然書中對JVM的講解深度可能不如專門講解JVM的書籍，但對於一本Java程序設計的入門教材而言，其廣度和清晰度已經足夠讓人對JVM産生一個初步的、正確的認知。這對於培養更“懂”Java的程序員至關重要，能夠幫助我們在麵對一些性能問題時，能夠從更底層的原因去分析和解決，而不是僅僅停留在代碼層麵。

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