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出版者:高等教育齣版社

作者:譚浩強 張基溫

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1996-03-01

價格:14.3

裝幀:

isbn號碼:9787040053838

叢書系列:

圖書標籤:

• BASIC
• 程序設計
• 教程
• 編程入門
• 計算機基礎
• 算法
• 教學
• 入門級
• 經典教材
• 代碼示例

好的，下麵是一份關於一本名為《深入理解與應用：高級數據結構與算法實踐》的圖書簡介，這份簡介旨在詳盡地描述該書的內容、深度和目標讀者，同時確保內容自然流暢，不含任何計算機生成痕跡。 --- 圖書簡介：《深入理解與應用：高級數據結構與算法實踐》 作者： 資深軟件架構師 / 算法研究員 聯閤撰寫 齣版社： 科技前沿齣版社 定價： 188.00 元 頁數： 850 頁（精裝全彩印刷，包含大量圖解與代碼實例） --- 導言：跨越基礎，直擊核心 在當今快速迭代的軟件工程領域，算法與數據結構不再僅僅是計算機科學專業的基礎課程內容，它們是決定係統性能、可擴展性和創新能力的關鍵要素。從大規模分布式係統的資源調度，到實時交互式應用的低延遲處理，高效的底層設計是優秀軟件的生命綫。《深入理解與應用：高級數據結構與算法實踐》正是一本旨在填補“基礎知識掌握”與“工程實際應用”之間鴻溝的深度參考書。 本書並非對初級結構和基礎排序算法的簡單重復，而是聚焦於那些在復雜、高並發、大數據場景中發揮決定性作用的高級抽象和優化技術。我們假設讀者已經熟練掌握瞭鏈錶、數組、棧、隊列以及基礎的樹結構（如二叉搜索樹）和基本的復雜度分析方法。基於此堅實的基礎，本書將帶領讀者進入算法設計的“深水區”，探索那些真正考驗工程師洞察力的領域。 第一部分：超越標準：內存與性能的極限優化 本部分緻力於挖掘那些超越教科書標準描述，但對實際性能影響巨大的數據結構變體和優化技巧。 第1章：平衡樹結構的演進與實踐 我們不僅僅停留在紅黑樹和AVL樹的平衡機製講解上。本章深入剖析瞭自適應平衡樹（如Treap、Scapegoat Tree）的設計哲學，並詳細闡述瞭在特定場景下，如需要快速閤並或分裂操作時，伸展樹（Splay Tree）如何通過鏇轉操作實現攤還分析的優化。我們通過一個基於B+樹的磁盤索引模擬案例，展示瞭如何將這些內存結構的思想應用於I/O效率的提升。 第2章：哈希技術的深度剖析 傳統的哈希錶在處理衝突時效率會下降。本章聚焦於完美哈希函數（Perfect Hashing）的構造方法，特彆關注Cichelli's方法和FKS方案，討論其在靜態數據集查找中的不可替代性。此外，我們詳細解析瞭一緻性哈希（Consistent Hashing）在分布式緩存係統（如Memcached、Redis Cluster）中的應用原理，包括虛擬節點策略的細微調整如何影響數據分布的均勻性與故障轉移的平滑性。 第3章：堆與優先隊列的廣義化 跳齣二叉堆的框架，本章引入瞭更高效或更具針對性的優先隊列結構。我們將詳細介紹斐波那契堆（Fibonacci Heap）的復雜結構和漸進復雜度優勢，並探討其在Dijkstra和Prim算法的優化應用中，如何顯著降低實際運行時間。同時，書中還涵蓋瞭二項堆（Binomial Heap）的閤並操作原理，為理解更復雜的集閤結構打下基礎。 第二部分：圖論的復雜應用與算法範式 圖結構是建模復雜關係的核心，本部分專注於那些解決非平凡路由、流控製與網絡分析問題的算法。 第4章：網絡流理論的深入探究 本章將網絡流從最大流/最小割的基礎提升到高級應用。我們詳細講解瞭增廣路徑算法（如Edmonds-Karp與Dinic算法）的內部機製，並重點分析瞭Dinic算法在具有特殊容量圖上的性能優勢。此外，我們引入瞭最小費用最大流（Min-Cost Max-Flow, MCMF）的概念，並通過一個資源調度問題實例，展示如何結閤勢能方法（Potential Function）優化Bellman-Ford或SPFA算法來解決帶有負權邊的最短路徑問題。 第5章：高級匹配與覆蓋問題 聚焦於二分圖和一般圖上的匹配理論。除瞭標準的匈牙利算法，本章深入探討瞭通用圖的最大匹配問題，詳細解讀瞭Tutte矩陣與Tutte定理的意義，為讀者理解更抽象的組閤優化奠定理論基礎。在覆蓋問題上，我們對比瞭最小頂點覆蓋與最大獨立集的對偶關係，並展示瞭它們在求解任務分配優化中的實際價值。 第6章：幾何算法：計算幾何學的實用分支 本部分選取瞭對工程實踐影響最大的計算幾何算法。我們將重點介紹平麵掃描算法（Plane Sweep），並結閤實例講解如何使用它來高效解決最近點對問題和綫段交集問題。此外，凸包算法（如Graham掃描和快速的Chan算法的混閤策略）的實現細節和邊界條件的魯棒性處理被詳盡討論。 第三部分：動態規劃與優化範式 動態規劃（DP）是算法設計中最具藝術性的領域之一。本部分旨在梳理和拓展DP的應用範圍，特彆是當狀態空間變得巨大時。 第7章：DP的加速技術與狀態壓縮 當DP的狀態維度超過三維時，標準的記憶化搜索往往會遇到內存爆炸。本章聚焦於狀態壓縮DP，通過位掩碼技術處理如旅行商問題（TSP）的精確解法。更進一步，我們探討瞭凸包優化（Convex Hull Trick, CHT）的應用，這是一種針對一類特定綫性遞推DP的 $O(N log N)$ 優化技術，能將 $O(N^2)$ 的解法顯著加速。 第8章：序列問題的進階分析 我們不再滿足於經典的LCS（最長公共子序列）。本章深入分析瞭編輯距離的變種，特彆是針對DNA序列比對的Needleman-Wunsch和Smith-Waterman算法的局限性與優化方嚮。同時，後綴數組（Suffix Array）與後綴樹（Suffix Tree）的構造與應用，被視為處理字符串匹配、最長重復子串等問題的終極工具，本書將詳細剖析其綫性時間構建算法（如SA-IS）。 第四部分：並行化與近似算法的工程取捨 在現代多核、多節點的計算環境中，算法的選擇必須考慮並行效率。 第9章：並行算法設計基礎 本章簡要介紹瞭並行計算模型的選擇（如PRAM模型），並重點講解瞭如何將經典算法（如歸並排序、矩陣乘法）進行並行化分解（Divide and Conquer）。我們探討瞭並行歸約（Parallel Reduction）的效率，並討論瞭負載均衡在實際並行實現中的挑戰。 第10章：NP難問題的實用策略 麵對不可解（或不可在閤理時間內求解）的問題，工程師必須依賴啓發式和近似方法。本章係統地介紹瞭近似算法（Approximation Algorithms）的設計框架，重點講解瞭集閤覆蓋問題的對數因子近似算法，以及最大割問題的隨機化近似方法。通過這些案例，讀者將學會如何在時間復雜度與解的質量之間做齣明智的工程權衡。 目標讀者與價值體現 本書的目標讀者是具有紮實編程基礎（熟悉至少一門主流語言如C++/Java/Python）並希望在以下領域深耕的專業人士： 1. 係統架構師與資深開發者： 需要設計高吞吐量、低延遲服務的工程師。 2. 算法研究人員： 尋求特定高級數據結構與組閤優化理論支持的研究者。 3. 競賽程序員： 準備麵對更復雜、更抽象的算法挑戰。 《深入理解與應用：高級數據結構與算法實踐》提供的不僅是知識，更是解決現實世界中那些“看似無解”問題的思維框架和工具箱。通過對每一種算法和結構的深入剖析，結閤數百個精選的工程案例代碼，本書旨在培養讀者一種將抽象理論轉化為高效工程實踐的強大能力。閱讀完本書，您將能夠自信地麵對任何涉及復雜數據組織與優化難題的挑戰。

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這本書的配套資源無疑是錦上添花的存在。光盤（或在綫資源包）裏提供的代碼示例質量極高，不僅代碼寫得規範、注釋詳盡，而且很多案例都是小型實用程序的雛形，具備很高的二次開發價值。我嘗試著下載並編譯瞭其中的一個圖形界麵小工具，整個過程非常順暢，印證瞭書中所述的編譯流程。更重要的是，作者在章節末尾設置的“挑戰性練習”環節，真正起到瞭引導思考的作用。這些練習不是簡單的重復性操作，而是需要你綜閤運用本章乃至前幾章知識點去解決一個小型問題的設計題。這迫使我必須脫離教材的“拐杖”，真正動手動腦去構建自己的解決方案，這種主動學習帶來的成就感是無可替代的。

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說實話，我是一個對編程抱有敬畏之心的人，總覺得那些復雜的代碼和晦澀的術語是難以逾越的高山。然而，這本書卻以一種極其口語化、富有耐心的筆觸，徹底顛覆瞭我的看法。作者的語言風格極其親切，仿佛是鄰座的一位經驗豐富的老師在耳邊輕聲細語地講解，沒有任何高高在上的技術腔調。當涉及到一些容易混淆的概念時，他總能找到最生活化的比喻來進行類比解釋，讓人瞬間茅塞頓開。比如，他對“指針”概念的闡述，就采用瞭非常巧妙的“地址簿”模型，一下子就讓這個曾經讓我頭疼的概念變得清晰可見。這種將深奧知識“翻譯”成通俗易懂語言的能力，是這本書最大的亮點之一，極大地降低瞭編程學習的心理門檻。

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這本書的內容組織邏輯簡直是教科書級彆的範例，結構清晰得令人驚嘆。作者似乎深諳初學者的學習麯綫，從最基礎的變量、數據類型講起，逐步深入到流程控製、函數和模塊化編程。每介紹一個新的概念，都會立刻配上幾個貼近實際應用的示例代碼，這些例子既簡單易懂，又能準確地展示該概念的實際作用。我特彆喜歡它在引入麵嚮對象編程（OOP）時的處理方式，沒有直接拋齣復雜的理論，而是通過一個逐步迭代的實戰項目，讓你在“做中學”，自然而然地領悟到OOP的精髓所在。章節之間的過渡非常平滑自然，沒有那種生硬的跳躍感，仿佛作者正耐心地牽著你的手，一步步帶你走過整個編程世界的奇妙旅程。這種循序漸進、環環相扣的編排方式，極大地增強瞭學習的連貫性和自信心。

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我在閱讀這本書時，最驚喜的發現是其中包含的“調試與錯誤排查”章節。這部分內容往往被許多教程所忽視，但卻是決定一個初學者能否堅持下去的關鍵。書中詳盡地列舉瞭初學者最常犯的幾大類錯誤，並提供瞭係統性的排查思路和工具使用指南。作者沒有僅僅停留在指齣“哪裏錯瞭”，而是深入剖析瞭“為什麼會錯”以及“如何避免再犯”。我按照書中的建議，開始使用內置的調試器來單步執行代碼，以前那種靠“猜”和“試錯”來找Bug的日子終於告一段落。這種注重實踐中“軟技能”的培養，而不是隻教語法“硬知識”的教學態度，體現瞭作者深厚的教學經驗和對學習者需求的深刻理解。

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這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵采用瞭柔和的藍色調，配上簡潔的字體排版，散發齣一種專業而又不失親和力的氣質。我原本以為技術類的書籍都會比較刻闆嚴肅，但這本書成功地打破瞭我的固有印象。內頁的紙張質量也相當不錯，閱讀起來非常舒適，即便是長時間盯著屏幕閱讀後，再來看實體書也能感到眼睛得到瞭放鬆。更值得稱贊的是，書中的插圖和圖錶繪製得非常精美且清晰，對於理解復雜的程序邏輯非常有幫助。作者在版式設計上也花瞭不少心思，段落之間的留白恰到好處，使得整本書讀起來節奏感十足，不會讓人感到擁擠和壓抑。總的來說，從拿到書的那一刻起，我就能感受到齣版方在細節上傾注的匠心，這不僅僅是一本技術手冊，更像是一件精心打磨的藝術品，讓人愛不釋手。

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