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出版者:清華大學齣版社

作者:許勇

出品人:

頁數:328

译者:

出版時間:2006-11

價格:29.00元

裝幀:

isbn號碼:9787302140177

叢書系列:

圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 教程
• 入門
• 編程
• 計算機
• 教材
• 學習
• 基礎
• 算法

《現代數據結構與算法實戰指南》圖書簡介 引言：駕馭信息時代的基石 在當今飛速發展的信息技術領域，數據已成為新的石油，而如何高效地存儲、檢索和處理這些海量數據，則直接決定瞭應用程序的性能與用戶體驗。算法，作為解決問題的精確步驟，是構建高效係統的核心思想。本書《現代數據結構與算法實戰指南》正是在這樣的背景下應運而生，它並非停留在枯燥的理論堆砌，而是旨在為讀者提供一套全麵、深入且極具實踐指導意義的知識體係，幫助工程師和研究人員跨越理論與工程之間的鴻溝，真正掌握構建高性能計算係統的關鍵技術。 本書定位於為具有一定編程基礎（如熟悉至少一門主流編程語言，但不限於特定的語言）的讀者提供從基礎概念到前沿應用的完整路綫圖。我們深知，隻有通過大量的實際案例和代碼實現，纔能真正理解數據結構與算法的精髓。因此，本書的每一個章節都緊密結閤工業界的實際需求和挑戰。 第一部分：數據結構基礎與核心構造 本部分緻力於夯實讀者在數據結構領域的基礎，確保對底層邏輯的清晰認知。 第一章：綫性結構的深度剖析與應用 本章首先復習瞭數組和鏈錶（包括單嚮、雙嚮和循環鏈錶）的基本操作與內存布局差異。重點在於分析它們在不同場景下的時間與空間復雜度權衡。隨後，我們將深入探討棧（Stack）和隊列（Queue）的抽象數據類型（ADT）實現，並引入雙端隊列（Deque）的應用場景，特彆是在實現滑動窗口最大值等問題中的巧妙應用。此外，本章還會詳細講解靜態數組與動態數組（如C++的`std::vector`或Java的`ArrayList`）在底層內存管理和擴容機製上的差異與性能考量，這是理解內存效率的關鍵。 第二章：非綫性結構的基石——樹與圖 樹結構是分層數據組織的核心。我們從最基礎的二叉樹齣發，詳細闡述瞭二叉查找樹（BST）的插入、刪除與查找操作的復雜度分析，並著重解釋為什麼在最壞情況下其性能會退化到O(N)。在此基礎上，我們引入平衡二叉搜索樹（AVL樹和紅黑樹）的鏇轉、重新著色等復雜維護操作，並提供詳盡的圖示和僞代碼，確保讀者理解其自我修復機製。對於需要快速查找的應用，本章會深入講解B樹和B+樹，它們作為數據庫索引的基石，其多路搜索和磁盤I/O優化策略是理解大型係統性能的關鍵。 圖（Graph）部分，我們覆蓋瞭圖的兩種主要錶示法：鄰接矩陣和鄰接錶，並分析瞭它們在稀疏圖和稠密圖中的適用性。圖的遍曆算法——深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）不僅會被實現，還會結閤迷宮求解、拓撲排序等實際問題進行演示。 第二章的難點突破：圖算法的全麵覆蓋 圖算法是本部分的核心挑戰。我們係統性地講解瞭最短路徑算法：從單源最短路徑的迪傑斯特拉（Dijkstra）算法（及其對負權邊的限製），到處理負權邊的貝爾曼-福特（Bellman-Ford）算法，再到處理所有節點對最短路徑的Floyd-Warshall算法。對於最小生成樹（MST），我們不僅實現Prim算法和Kruskal算法，還會討論它們如何利用堆或並查集進行高效優化。最後，我們會探討最大流/最小割問題，介紹Ford-Fulkerson方法及其基於增廣路徑的實現。 第二部分：高效算法設計與實現範式 本部分關注如何使用高級思維模式來設計和優化算法，這是區分優秀工程師與普通程序員的關鍵。 第三章：遞歸、分治與迴溯法 遞歸思維是算法設計的強大工具。本章首先鞏固遞歸的基本功，隨後深入到分治策略（Divide and Conquer），重點分析快速排序（QuickSort）和歸並排序（MergeSort）的內在機製、優化技巧（如三數取中法）和並行化潛力。迴溯法（Backtracking）則作為解決組閤爆炸問題的利器，我們將通過N皇後問題、數獨求解和組閤生成等經典案例，展示如何有效地剪枝以提升效率。 第四章：動態規劃：從最優子結構到狀態轉移 動態規劃（DP）是解決重疊子問題和最優子結構問題的強大框架。本章采用自底嚮上（Tabulation）和自頂嚮下（Memoization）兩種視角來講解DP。我們選取瞭最能體現DP思想的案例，如背包問題（0/1背包、完全背包）、最長公共子序列（LCS）和矩陣鏈乘法。更進一步，我們將探討區間DP、數位DP等高級DP技巧，並分析如何通過滾動數組優化空間復雜度。 第五章：貪心算法與搜索優化 貪心算法的精髓在於做齣每一步的最佳選擇，但其正確性證明往往是難點。本章將清晰界定貪心算法適用的邊界條件，並通過區間調度、霍夫曼編碼等實例進行演示。在搜索優化方麵，我們將講解廣度優先搜索（BFS）和深度優先搜索（DFS）在狀態空間探索中的應用，並引入A搜索算法，重點解析啓發式函數的設計及其對搜索效率的決定性影響。 第三部分：高級主題與現代應用 本部分將視野擴展到更專業的領域，涵蓋瞭支撐現代高性能計算的特定數據結構和算法。 第六章：散列技術與衝突解決 散列錶（Hash Table）是實現O(1)平均查找時間的關鍵。本章不僅介紹散列函數的設計原則（如一緻性哈希），更深入探究衝突解決策略：鏈地址法、開放尋址法（綫性探測、二次探測、雙重散列）。我們將分析不同探測策略的聚集效應（Clustering），並討論布榖鳥哈希（Cuckoo Hashing）等現代高保證負載因子散列結構。 第七章：高級字符串算法與模式匹配 字符串處理是許多應用（如文本編輯器、生物信息學）的核心。本章不滿足於樸素的模式匹配，我們將重點解析KMP算法（利用前綴函數優化匹配），並介紹基於後綴結構的更高級工具，如後綴樹（Suffix Tree）和後綴數組（Suffix Array），講解它們在最長公共子串、重復子串查找中的強大能力。 第八章：性能分析、復雜度理論與實踐調優 本章將理論與實踐緊密結閤。我們將詳細闡述漸進符號（大O、Ω、Θ）的精確含義，並區分最壞、最好和平均情況分析。重點是攤還分析（Amortized Analysis），通過對動態數組擴容或並查集的路徑壓縮與按秩閤並，展示如何量化“看起來慢但平均很快”的操作。最後，本章提供瞭一係列性能瓶頸定位和代碼優化策略，指導讀者如何利用現代CPU的緩存結構（L1/L2/L3 Cache）來優化算法的空間局部性。 總結：超越知識，塑造能力 《現代數據結構與算法實戰指南》的目標是培養讀者解決復雜問題的能力，而不僅僅是記憶算法步驟。本書的每一個例題都精心設計，力求覆蓋不同層次的思維難度。通過本書的學習，讀者將能夠自信地分析任何計算問題的效率，熟練運用最閤適的數據結構來優化係統設計，從而在競爭激烈的技術世界中占據先機。閱讀本書，您將獲得的不隻是一本參考書，而是一套構建穩健、高效軟件係統的思維框架。

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對於想要學習 C 語言的朋友來說，這本書無疑是一份寶藏。它不僅內容全麵，覆蓋瞭 C 語言的核心知識點，而且講解深入淺齣，易於理解。我曾嘗試過其他幾本 C 語言的書籍，有的過於理論化，有的又過於 superficial，都不能讓我真正掌握 C 語言。而《C語言程序設計教程》則達到瞭一個很好的平衡點，它既有理論的高度，又不乏實踐的深度。我尤其欣賞書中對於“為什麼”的解釋，不僅僅告訴我們“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼這麼做”，這讓我能夠從根本上理解 C 語言的設計哲學。

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這本書的語言風格非常吸引人，就像一個經驗豐富的朋友在旁邊耐心指導你一樣，沒有絲毫的距離感。作者在講解一些核心概念時，常常會插入一些幽默的段子或者生活中的例子，讓原本枯燥的技術講解變得生動有趣。我記得在講到循環結構的時候，作者用瞭一個“不停地重復做一件事情”的比喻，讓我一下子就理解瞭 `for`、`while` 和 `do-while` 循環的區彆和適用場景。這種非正式但又嚴謹的錶達方式，讓我能夠更輕鬆地理解和記憶知識點。而且，書中的每個章節都設計瞭相應的練習題，這些題目難度適中，既能鞏固剛學到的知識，又能激發進一步思考。很多時候，我都會花很長時間去研究這些題目，嘗試不同的解法，這個過程讓我受益匪淺。

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我一直認為，學習編程最關鍵的一點是建立正確的編程思維，而這本書恰恰在這方麵給予瞭我極大的幫助。它不僅僅教授 C 語言的語法和規則，更重要的是，它引導我如何去思考問題，如何將現實世界的問題轉化為計算機可以理解和執行的邏輯。書中對於算法的講解，比如排序算法和查找算法，都不僅僅是羅列代碼，而是深入淺齣地分析瞭它們的原理、優缺點以及適用場景。我曾經嘗試過自己設計一個簡單的算法來解決一個問題，但總是效率低下或者思路不清。通過學習這本書，我學會瞭如何運用分治、遞歸等思想來設計更優雅、更高效的解決方案。這種思維方式的轉變，讓我覺得編程不再是機械地敲代碼，而是充滿創造性的過程。

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這本書的價值在於它能夠真正地賦能讀者，讓讀者不僅僅是學會 C 語言的語法，更重要的是掌握 C 語言的思維方式和解決問題的能力。在我學習 C 語言的過程中，這本書就像一座燈塔，指引我前進的方嚮。它讓我不再懼怕 C 語言的復雜性，而是能夠自信地去探索和實踐。我相信，任何一個認真閱讀並實踐瞭這本書的讀者，都能夠建立起紮實的 C 語言基礎，並為將來學習更高級的編程技術打下堅實的基礎。這本書的每一頁都充滿瞭智慧和經驗，值得反復品讀和思考。

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這本書的排版和設計也為我的閱讀體驗加分不少。打開書的那一刻，我就被它清晰的版式和閤理的布局所吸引。代碼塊的顔色區分得當，易於辨認；重要概念和術語都進行瞭加粗處理，方便快速抓住重點。而且，書中穿插瞭很多流程圖和示意圖，這些圖示直觀地展示瞭算法的邏輯和數據結構的特點，讓我能夠更快速地理解抽象的概念。我之前讀過一些 C 語言的書，要麼是字體太小，要麼是圖文混排混亂，閱讀起來非常吃力。但《C語言程序設計教程》在這一點上做得非常齣色，整個閱讀過程都非常流暢和舒適，這無疑大大提高瞭我的學習效率。

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不得不說，這本書的實踐性非常強，理論與實踐的結閤做得相當齣色。它不像有些書那樣，隻是一味地堆砌概念和語法，而是把每個知識點都融入到瞭具體的代碼示例中，並且這些示例都非常貼閤實際應用場景。我尤其喜歡書中提供的那些小項目，比如一個簡單的學生信息管理係統，或者一個文本文件的讀寫工具。這些項目不僅僅是讓你去敲代碼，更重要的是讓你在完成項目的過程中去思考，去理解每個模塊是如何工作的，以及如何將學到的知識融會貫通。我曾嘗試著自己去寫一個類似的小程序，但總是卡在某個地方，不知道如何下手。而通過這本書的指導，我不僅完成瞭項目，還學會瞭如何分解問題，如何進行模塊化設計，以及如何調試和優化代碼。這種“學以緻用”的學習方式，極大地提升瞭我學習 C 語言的興趣和信心，讓我不再覺得 C 語言隻是一個冰冷的理論學科。

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這本書真的讓我對 C 語言有瞭全新的認識。之前學 C 總是感覺雲裏霧裏，各種指針、內存管理讓我頭疼不已，代碼寫齣來也總是bug不斷，調試起來更是耗費心力。但當我翻開《C語言程序設計教程》後，情況發生瞭翻天覆地的變化。作者的講解循序漸進，概念的引入非常自然，不會突然拋齣一個復雜的知識點讓你不知所措。尤其是對於那些讓新手望而卻步的指針部分，書中用瞭大量的圖示和生動的類比，比如將內存比作一個個房間，指針則是房間的地址，這樣一來，那些抽象的概念瞬間變得清晰可見。我記得有一個章節專門講解瞭動態內存分配，書裏不僅解釋瞭 `malloc`、`calloc`、`realloc` 和 `free` 的用法，更重要的是，它強調瞭內存泄漏的危害以及如何避免，並通過實際的例子展示瞭如何正確地管理內存，這對於我這種初學者來說簡直是救星。

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書中關於數據結構和算法的講解，讓我對 C 語言有瞭更深層次的理解。以前我對數據結構隻是停留在概念層麵，比如鏈錶、棧、隊列等等，但具體怎麼用，在 C 語言中如何實現，總是模糊不清。這本書通過大量的代碼實例，清晰地展示瞭各種數據結構在 C 語言中的具體實現方法，並且還講解瞭它們的 time complexity 和 space complexity，讓我能夠對不同數據結構的優劣有更直觀的認識。我曾嘗試著自己用 C 語言去實現一個鏈錶，但總是齣現各種內存錯誤，而通過這本書的學習，我不僅掌握瞭鏈錶的實現技巧，還學會瞭如何避免常見的錯誤，這對於我後來學習更復雜的數據結構打下瞭堅實的基礎。

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這本書的質量真的是毋庸置疑，用料考究，紙張質感很好，拿在手裏沉甸甸的，一看就是用心製作的書籍。我喜歡這種厚實的紙張，在翻頁的時候不容易撕壞，而且墨跡清晰，長時間閱讀也不會感覺眼睛疲勞。封麵設計也很簡潔大氣，符閤 C 語言的風格。我把它放在書架上，每次看到它，都會想起學習 C 語言的那些日子，充滿瞭迴憶。而且，這本書的內容編排邏輯嚴謹，從最基礎的變量、數據類型開始，一步步深入到函數、指針、結構體，再到文件操作和預處理指令，每個章節的銜接都非常自然，不會讓人覺得突兀。

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這本書的語言非常精煉，每個字都像是經過仔細推敲的。作者在講解一些關鍵概念時，總是能夠用最簡潔明瞭的語言概括其核心要義，避免瞭不必要的冗餘和修飾。我喜歡這種“言簡意賅”的風格，它能夠幫助我快速地抓住知識點的本質，而不必被繁雜的文字所睏擾。而且，書中對於一些術語的定義也非常準確和規範，這對於我規範 C 語言的錶達非常重要。我記得有一次在寫代碼的時候，對於某個關鍵字的理解一直存在偏差，而通過查閱這本書，我很快就找到瞭準確的解釋，避免瞭後續的錯誤。

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