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出版者:清华大学出版社

作者:R.) 约翰逊鲍(Jkhnsonb-augh

出品人:

页数:615

译者:

出版时间:2005-8

价格:38.0

装帧:平装

isbn号码:9787302112402

丛书系列:

图书标签:

• 软件开发
• 教材
• C++
• 面向对象
• 程序设计
• 编程
• 计算机科学
• 软件开发
• 数据结构
• 算法
• 教学
• 教材
• 入门

《数据结构与算法分析：C++语言实现》 内容概要 本书深入探讨了计算机科学领域的核心基石——数据结构与算法。它不仅全面介绍了经典的数据结构，如数组、链表、栈、队列、树（包括二叉树、平衡树如AVL树和红黑树）、堆以及图，还详细阐述了用于操作这些数据结构的各种关键算法。 第一部分：基础与核心概念 本书开篇即奠定了坚实的数学和理论基础。首先，对算法复杂度分析（特别是大O、$Omega$和$Theta$表示法）进行了详尽的讲解，这是衡量算法效率的黄金标准。随后，深入探讨了递归的概念和分析方法，这是解决许多复杂数据结构问题的关键工具。 第二部分：线性数据结构 线性结构部分首先从最基础的数组讲起，分析其在内存中的连续性带来的存取优势与局限。接着，转向链表，详细区分了单向链表、双向链表和循环链表的实现细节、插入和删除操作的效率，并重点讨论了它们在动态内存管理中的优势。 栈（Stack） 和 队列（Queue） 作为受限抽象数据类型（ADT）被单独成章。栈的应用被集中于表达式求值（中缀转后缀）、递归模拟和函数调用栈的工作原理。队列的实现则涵盖了标准队列、循环队列，以及在广度优先搜索（BFS）中的核心作用。 第三部分：非线性数据结构 非线性结构是本书的重点和难点所在。 树结构：详细解析了树的基本概念（如度、深度、高度、遍历方式）。重点放在二叉树，包括前序、中序、后序遍历的实现和应用。随后，篇幅集中在如何维护树的平衡性，从而保证查找效率。这包括对 AVL 树 的旋转操作（单旋和双旋）和红黑树（Red-Black Tree）复杂的颜色调整和再平衡规则的C++实现细节。此外，还覆盖了B树和B+树在外部存储和数据库索引中的重要性。 堆结构：二叉堆（Binary Heap） 作为一种实现优先队列（Priority Queue）的高效数据结构被深入研究。本书详细分析了堆化（Heapify）过程、插入（Insert）和删除最大/最小元素（Extract-Max/Min）的时间复杂度，并探讨了如何利用堆实现 堆排序 算法，对比其与快速排序和归并排序的性能差异。 图结构：图被视为最通用的数据结构。本书从图的表示法（邻接矩阵与邻接表）入手，详细介绍了图的深度优先搜索（DFS） 和 广度优先搜索（BFS） 算法。在图的路径查找方面，系统地讲解了 Dijkstra 算法（单源最短路径）、Floyd-Warshall 算法（所有点对最短路径），以及在无权图中的应用。最小生成树（MST）部分，则着重于 Prim 算法 和 Kruskal 算法 的实现与比较。拓扑排序也被应用于有向无环图（DAG）中的任务调度问题。 第四部分：高级算法设计技术 本部分侧重于算法设计范式： 1. 排序算法：除了基础的冒泡、插入、选择排序外，重点对比分析了 $O(N log N)$ 级别的排序算法：归并排序（Merge Sort）的稳定性与分治思想、快速排序（Quick Sort）的枢轴选择策略和平均性能，以及堆排序。对计数排序、基数排序等非比较型排序也有介绍。 2. 搜索技术：除了图和树中的搜索，还涵盖了二分查找的变体（如查找旋转数组中的最小值）以及哈希表（Hash Table）的原理，包括冲突解决策略（开放定址法与链地址法）。 3. 动态规划（DP）：通过背包问题、最长公共子序列、矩阵链乘法等经典案例，教授如何识别最优子结构和重叠子问题，并实现自底向上（Tabulation）和自顶向下（Memoization）的解决方案。 4. 贪心算法：讲解了贪心选择性质的判断标准，并通过活动选择问题、霍夫曼编码等实例说明其应用场景。 C++实现特色 全书的代码示例均采用现代 C++ 风格编写，强调使用 模板（Templates） 来实现泛型数据结构，确保代码的可复用性和类型安全性。对 STL（Standard Template Library）中的容器（如 `std::vector`, `std::list`, `std::map`）的底层实现原理进行了剖析，以便读者能更好地利用标准库，并理解其性能保证背后的数据结构逻辑。内存管理和 C++ 面向对象特性被用来封装数据结构的操作接口，保证了代码的健壮性。 本书适合于有 C++ 基础，希望深入理解计算原理、提升编程效率，并为准备高级软件开发职位或算法竞赛打下坚实基础的读者。

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我最欣赏这本书的排版和术语的规范性。在学习一门严肃的系统级语言时，术语的一致性和准确性至关重要。这本书在这方面做得非常出色，从头到尾对C++标准术语的使用都极其严谨，没有出现模糊不清的描述。再说说阅读体验，页边距设计合理，代码块的字体和高亮区分度很高，即便是像`const&`这样的复杂语法元素，也能一眼清晰地分辨出来。很多技术书籍在处理复杂数据结构（比如链表、树）的指针操作时，图示往往非常混乱，让人看了直犯迷糊。而这本书在讲解这些部分时，使用了动态的、分步骤的图示来模拟内存地址和对象引用的变化过程，这种动画化的思考过程极大地帮助了我理解引用和指针的深层关系，尤其是在处理涉及析构函数和拷贝构造函数调用的场景时，那种对象生命周期的变化看得非常透彻。读完相关的章节，我感觉自己对C++的内存管理模型有了前所未有的清晰认知，不再是靠猜测和死记硬背来处理资源问题了。

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这本书的价值不仅在于教授语法和概念，更在于培养一种面向对象的思维方式。它不仅仅是一本工具书，更像是一位耐心的导师在引导你。书中对异常处理机制的讲解尤为深入，它没有将异常处理简化为简单的`try-catch`结构，而是深入探讨了异常安全性的保证，比如“强异常安全保证”和“基本异常安全保证”的区别，这在开发需要高稳定性的金融或嵌入式系统软件时是至关重要的。此外，书中还穿插了一些关于构建系统的讨论，比如如何利用Makefiles或者CMake来管理一个包含多个类和头文件的工程，这为读者从“单文件小程序”过渡到“真实项目开发”搭建了一座坚实的桥梁。我尤其喜欢作者在讨论面向对象设计时，常常会引用一些设计模式的雏形，比如工厂模式和策略模式，虽然没有专门花大篇幅去讲设计模式本身，但这种潜移默化的引导，让读者在学习基础的同时，已经开始用模式化的思维去组织代码结构了。读完此书，我感觉自己不再是只会调用函数库的“码农”，而是真正开始理解如何设计和构建可复用、可维护的软件系统了。

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坦白说，最初我对市面上众多的C++书籍有些审美疲劳，总感觉不是太初级，就是太偏向底层汇编或编译器原理，缺乏一个中间地带的平衡点。这本书却巧妙地找到了那个甜蜜点。它在讨论类设计原则时，引入了SOLID原则，这一点非常难得。很多教程只停留在教你怎么写代码，却很少去探讨如何写出“好代码”，即健壮、可维护、易扩展的代码。作者用清晰的条理将每个原则（单一职责、开放/封闭等）拆解开来，并辅以正反两方面的代码示例进行对比，效果立竿见影。看反例时，你会发现自己过去写代码时常犯的错误；看正例时，你会立刻理解优秀设计模式带来的美感和效率。尤其是关于模板元编程的那一小节，虽然篇幅不长，但讲解得非常到位，它没有试图让读者成为模板大师，而是点到为止地说明了模板在实现泛型编程和编译期计算中的强大能力。这本书的作者显然是一位经验丰富的一线工程师，他知道哪些是必须掌握的核心，哪些是锦上添花的进阶知识，分配得恰到好处。

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这本书的讲解风格简直是为我这种需要大量实战案例来巩固理论的学习者量身定制的。我之前读过一些理论性太强的教材，晦涩难懂，代码示例也过于简单，根本无法应用到实际项目中。但这本书的厉害之处就在于，它紧密围绕“面向对象”这个核心，每一个概念的引入都伴随着一个具有实际意义的小项目片段。例如，在讲到多态时，作者构建了一个简单的图形库模型，用不同形状的基类和派生类展示了虚函数表（vtable）的内部机制，这种将底层原理与上层应用结合的方式，让我茅塞顿开。更让我惊喜的是，书中对C++11/14/17等新标准的特性也有所涉猎，比如智能指针（`shared_ptr`和`unique_ptr`）的应用，这在很多老旧教材中是缺失的。作者在解释智能指针时，清晰地指出了它们如何解决传统裸指针带来的内存泄漏问题，并通过对比的方式强化了RAII（资源获取即初始化）的编程范式。阅读过程中，我几乎是跟着代码一行一行敲出来的，编译运行的结果和书上的预期完全一致，这种即时反馈极大地增强了我的学习信心。它不是一本只停留在“是什么”的书，而是深入探讨了“为什么是这样”和“应该怎么做”的实践指南。

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这本书的封面设计真是吸引人，色彩搭配和字体选择都透露出一种严谨又现代的气息。我是在一个技术书店里偶然发现它的，当时正在寻找一本能系统梳理C++核心概念，尤其是面向对象思想的入门读物。拿到手里掂了掂，感觉分量十足，就知道内容肯定不会太肤浅。翻开目录，首先映入眼帘的是对C++历史和C语言过渡的简要回顾，这对于我这种有C语言基础的学习者来说非常贴心。接着，我对类和对象的讲解部分看得特别仔细，作者并没有直接堆砌复杂的语法，而是通过生动的比喻和实际的例子来阐述抽象的封装、继承和多态。比如，在讲解封装性时，作者用“黑箱操作”的概念来解释内部实现的隐藏，让我一下子就明白了为什么我们需要接口。而且，书中的图示非常精美，清晰地展示了继承体系的结构，这比单纯的文字描述效率高太多了。我特别欣赏它在每章末尾设置的“思考与实践”环节，这些问题设计得很有深度，迫使读者去主动思考而不是被动接受知识点，这对于真正掌握一门编程语言至关重要。总的来说，这本书从一开始就给我一种非常扎实、循序渐进的良好印象。

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C++入门经典~

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