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出版者:陝西西北工業大學

作者:秦友萍

出品人:

頁數:261

译者:

出版時間:2007-8

價格:12.00元

裝幀:

isbn號碼:9787561222645

叢書系列:

圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 編程入門
• 計算機科學
• 教材
• 算法
• 數據結構
• 基礎教程
• 經典教材
• 理工科

《計算的藝術與邏輯的構建：麵嚮現代應用的數據結構與算法精講》 本書簡介：駕馭信息洪流的基石 在這個信息爆炸的時代，軟件的性能與效率已成為衡量其價值的關鍵指標。我們不再滿足於“能跑起來”的代碼，而是追求“運行得更快、消耗資源更少”的優雅解決方案。本書《計算的藝術與邏輯的構建：麵嚮現代應用的數據結構與算法精講》正是為此目標而生，它深入探討瞭支撐所有高效軟件的兩個核心支柱——數據結構與算法。 本書並非簡單地羅列概念或算法的實現步驟，而是緻力於構建起讀者對“信息如何組織”和“問題如何求解”的深刻理解。我們力求將抽象的數學理論與實際的工程應用無縫對接，幫助工程師和計算機科學專業的學生建立起堅實的理論基礎和解決復雜問題的實戰能力。 --- 第一部分：數據組織之道——結構化思維的建立 數據結構是描述和組織數據的方式，它直接決定瞭操作的效率。本部分將帶您穿越傳統與現代的結構圖景。 第一章：基礎迴顧與效率分析的量化 在深入探討復雜結構之前，我們首先確立統一的評估標準。本章重申瞭抽象數據類型（ADT）的概念，並引入瞭大O、大Ω、大Θ記法的深入解析。我們將通過實際代碼示例，而非僅僅是理論推導，展示不同操作（插入、刪除、查找、遍曆）在最壞、最好和平均情況下的時間復雜度與空間復雜度差異。特彆地，我們將詳細分析遞歸調用的復雜度計算方法，並引入主定理在分析分治算法時的實用技巧。 第二章：綫性結構的精妙變奏 綫性結構是程序設計中最常見的數據組織方式。我們從最基礎的數組和鏈錶（單嚮、雙嚮、循環）開始，重點分析其在內存布局上的差異如何影響緩存命中率和性能。隨後，深入探討棧 (Stack) 和隊列 (Queue) 的高級應用，例如：如何用棧實現函數調用、錶達式求值（中綴轉後綴/前綴）、以及用隊列實現廣度優先搜索（BFS）的原理。我們還將介紹雙端隊列 (Deque) 在滑動窗口最大值等算法中的高效實現。 第三章：非綫性結構的核心：樹與圖的遍曆藝術 非綫性結構是處理層次關係和復雜連接網絡的關鍵。本章的重點在於“平衡”與“效率”。 1. 樹結構： 我們將詳細剖析二叉樹的基本操作，然後著重講解二叉搜索樹（BST） 在極端情況下的性能退化問題。為解決此問題，本書將投入大量篇幅講解平衡二叉搜索樹，包括AVL樹的鏇轉機製和紅黑樹（Red-Black Tree） 的插入/刪除維護規則。對於需要高效範圍查詢的場景，我們將介紹B樹和B+樹，探討它們在數據庫索引中的核心作用和磁盤I/O優化的原理。此外，堆（Heap） 的結構與優先隊列的實現機製是本章的另一重點，它為高效選擇性操作提供瞭基礎。 2. 圖結構： 圖論是建模復雜係統的核心工具。本章從鄰接矩陣和鄰接錶兩種錶示法的優劣對比入手，詳細闡述圖的兩種基本遍曆方式：深度優先搜索 (DFS) 及其在拓撲排序、尋找強連通分量中的應用，以及廣度優先搜索 (BFS) 在最短路徑問題中的天然優勢。 --- 第二部分：算法之魂——邏輯求解的精進之路 數據結構是“材料”，算法則是“工藝”。本部分專注於提升求解問題的效率和質量。 第四章：排序與查找的性能極限 排序是算法設計中的“試金石”。本書不會停留在基礎的冒泡或插入排序，而是聚焦於O(N log N) 級彆的高效算法：歸並排序（強調穩定性與分治的優雅性）和快速排序（重點分析樞軸選擇對性能的決定性影響）。此外，針對特定場景，我們將介紹堆排序和計數排序、基數排序等非比較排序法的適用邊界。查找方麵，除瞭標準的二分查找，本書還會探討如何在跳躍錶 (Skip List) 中實現平均O(log N)的查找，以及其與平衡樹在實際應用中的權衡。 第五章：圖論算法的深度挖掘 圖算法是解決網絡、路徑和依賴問題的利器。本章將深入研究解決不同類型最短路徑問題的算法： 1. 單源最短路徑： 迪傑斯特拉 (Dijkstra) 算法在非負權重圖中的精確求解，以及貝爾曼-福特 (Bellman-Ford) 算法如何處理帶負權邊的圖並檢測負環。 2. 全源最短路徑： Floyd-Warshall 算法的動態規劃思想及其在可達性矩陣計算中的應用。 3. 最小生成樹 (MST)： 詳述普裏姆 (Prim) 算法和剋魯斯卡爾 (Kruskal) 算法，分析它們在不同圖結構下的性能差異。 第六章：算法設計的範式：動態規劃與貪心策略 本章探討解決優化問題的兩大核心思想。 1. 貪心算法： 闡釋貪心選擇性質和最優子結構，通過活動安排、霍夫曼編碼等經典案例，剖析何時貪心能得到全局最優解，以及如何證明其正確性。 2. 動態規劃 (DP)： 動態規劃是求解重疊子問題和最優子結構問題的利器。我們將係統性地講解DP的自底嚮上（Tabulation）和自頂嚮下（Memoization）兩種實現方式。重點案例包括背包問題（0/1和完全背包）、最長公共子序列 (LCS)、以及矩陣鏈乘法，旨在讓讀者掌握狀態轉移方程的構建能力。 第七章：高級主題與現代計算的挑戰 本章將目光投嚮更具挑戰性的領域，連接理論與前沿。 1. 迴溯法與分支限界法： 探討如何係統地搜索解空間，解決如八皇後問題、數獨求解、N皇後等組閤優化問題。 2. 字符串匹配算法： 深入分析KMP算法（前綴函數/失敗函數）和Rabin-Karp算法（滾動哈希），理解它們如何避免在文本匹配中進行不必要的字符比較。 3. 哈希技術： 詳細介紹哈希函數的構造原理、衝突解決機製（鏈地址法與開放尋址法），以及一緻性哈希在分布式係統中的重要性。 --- 麵嚮讀者與本書特色 本書的目標讀者包括：有一定編程基礎，渴望深入理解代碼底層效率的軟件工程師；計算機科學專業本科生及研究生；以及所有對“如何寫齣最優代碼”抱有熱忱的自學者。 本書的特色在於： 代碼實踐導嚮： 所有核心算法和數據結構均配有清晰、結構良好的代碼實現（語言風格嚴謹、注重邊界條件處理）。 理論與實踐的平衡： 既有嚴格的數學分析，又有貼近工業界的工程考量（如內存訪問模式、特定場景下的算法選擇）。 深度剖析與權衡： 對於每一種數據結構和算法，本書不僅僅描述“如何做”，更強調“為什麼這樣做”以及“在什麼情況下比其他方法更優”。 通過閱讀本書，讀者將不再是單純的“代碼實現者”，而是能夠洞察計算本質、精通信息組織與問題求解的“計算架構師”。

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老實說，這本書帶給我的不僅僅是技術上的提升，更是一種編程思維的啓濛。作者在講解過程中，常常會穿插一些關於“如何思考”的建議，比如如何分解復雜問題、如何設計清晰的程序結構、如何考慮代碼的可讀性和可維護性。這些內容雖然不是直接的C語言語法，但卻對我的編程習慣産生瞭深遠的影響。我學會瞭在動手寫代碼之前，先花時間去思考問題的本質，去設計一個閤理的框架，而不是一股腦地把想法全部寫進代碼裏。書中對於“麵嚮過程”和“模塊化編程”的強調，也讓我認識到清晰的邏輯和良好的組織結構對於大型項目的重要性。我感覺這本書不僅僅是一本C語言的教材，更是一本關於如何成為一個優秀程序員的入門指南。它讓我明白，編程不僅僅是寫代碼，更是一種解決問題的方式，一種嚴謹的邏輯思維訓練。我非常慶幸能夠遇到這樣一本既有深度又有高度的書，它為我打開瞭通往更廣闊編程世界的大門。

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我必須說，這本書在理論知識的深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅停留在最基礎的語法介紹，而是相當深入地探討瞭C語言的底層機製，比如內存管理、數據結構、算法實現等等。我尤其欣賞作者對於“算法效率”的講解，不僅僅給齣瞭不同算法的實現，還詳細分析瞭它們的時間復雜度和空間復雜度，並且通過圖錶和公式來直觀地展示不同算法在處理大規模數據時的性能差異。這對於我這種希望進一步提升編程能力，追求代碼優化和高效性能的讀者來說，實在是太有價值瞭。書中的一些高級話題，比如位運算、宏定義的高級用法、文件 I/O 的深入理解，甚至是一些關於軟件工程實踐的建議，都讓我受益匪淺。我感覺這本書不僅僅是教會我“怎麼寫”C代碼，更是教會我“為什麼要這麼寫”，以及“如何寫齣更健壯、更高效、更易於維護的代碼”。每一次閱讀，我都能發現新的亮點，都能從作者的嚴謹邏輯和深刻洞察中獲得啓發。我甚至會把書中的某些章節反復閱讀，因為每一次都能有新的體會和理解，這對於一本技術書籍來說，是非常難得的。

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這本《C語言程序設計》我真的花瞭不少時間去啃。剛開始拿到書的時候，感覺厚厚的一本，心裏就有點打鼓，畢竟我之前對編程完全是小白一個，連“變量”和“函數”是什麼概念都模模糊糊。但是翻開目錄，看到那些由淺入深的章節安排，我稍微放下心來。最讓我驚喜的是，書裏用瞭很多生動形象的比喻來解釋那些抽象的概念，比如把內存比作一個有很多小抽屜的櫃子，把函數看成一個個可以反復使用的工具箱。這種方式真的太友好瞭，讓我這個初學者不會因為陌生的術語而望而卻步。而且，每章後麵的例題都很有代錶性，不僅僅是簡單的代碼堆砌，很多都涉及到實際生活中的一些小問題，比如計算平均分、模擬抽奬之類的，這樣我學起來就感覺特彆有成就感，仿佛真的在用代碼解決問題。有時候遇到不懂的地方，翻迴去看前麵的解釋，再對比例題，慢慢就豁然開朗瞭。我尤其喜歡書裏對於“指針”那一章節的講解，雖然很多人都說指針很難，但我感覺這本書把它拆解得很細緻，循序漸進，還配有很多圖示，讓我對這個“概念殺手”的恐懼感大大降低。總的來說，這本書就像一個耐心細緻的老師，一步步引導我走進C語言的世界，讓編程不再是遙不可及的科學，而是可以親手實踐的有趣技能。

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這本書的排版和設計也讓我覺得非常用心。封麵設計簡潔大氣，拿在手裏就有一種專業感。打開書頁，你會發現它的布局清晰，代碼塊和文字部分區分得當，重點內容（比如關鍵字、函數名、重要的概念）都使用瞭醒目的字體或者高亮，這極大地降低瞭閱讀疲勞。而且，書中的插圖和圖錶都非常精美，邏輯性很強，能夠清晰地展示程序運行的流程、數據結構的關係，或者某個算法的執行過程。我特彆喜歡作者在解釋一些復雜邏輯時，會配上流程圖或者示意圖，這比單純的文字描述要直觀得多，也更容易理解。再者，每章末尾的習題難度分布也很閤理，有鞏固基礎的簡單題，也有需要深入思考的綜閤題，甚至還有一些開放性的思考題，鼓勵讀者自己去探索和創新。這些習題的答案也都能在書的附錄中找到，方便讀者對照檢查。整體而言，這本書在視覺體驗和信息傳達上都做得非常齣色，讓學習過程更加順暢愉快。

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我想特彆強調一下這本書的實用性。它提供的不僅僅是理論知識，更是可以直接應用於實際開發的指導。書中的很多案例都非常貼近實際編程場景，從簡單的命令行工具到稍微復雜的數據處理程序，涵蓋的範圍很廣。作者在講解每一個例子的時候，都會詳細地解釋代碼的每一個部分，包括為什麼要這樣做，以及可能存在的其他實現方式。這讓我不僅僅學會瞭如何照搬代碼，更重要的是理解瞭代碼背後的邏輯和設計思路。我甚至會嘗試著去修改書中的例子，加入自己的想法，然後觀察運行結果，這個過程讓我對C語言的掌握更加牢固。書中還包含瞭一些關於調試技巧和錯誤排除的章節，這些內容在實際開發中是必不可少的，讓我少走瞭很多彎路。總的來說，這本書就像一本“武功秘籍”，不僅傳授瞭“招式”，更點明瞭“內功心法”，讓我能夠舉一反三，融會貫通，真正地將C語言運用到實際的編程項目中去。

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