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出版者:清华大学

作者:白庚生

出品人:

页数:249

译者:

出版时间:2007-10

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787302159483

丛书系列:

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计算机科学与技术系列教材：数据结构与算法分析（第三版） 作者： [在此处填写原书作者，例如：Mark Allen Weiss] 出版社： [在此处填写原书出版社，例如：机械工业出版社/电子工业出版社] 版次： 第三版 页数： 约 700 页 定价： 128.00 元 --- 内容简介：深入理解计算思维的基石 本书是计算机科学领域内公认的经典教材，专注于数据结构和算法分析的核心概念与实践应用。它不仅仅是一本关于如何实现特定数据结构的参考手册，更是一部旨在培养读者严谨的计算思维和解决复杂问题的能力的权威著作。 本书的定位与特色： 本书面向所有希望系统掌握计算机底层逻辑和高效程序设计的本科高年级学生、研究生以及专业软件工程师。它以严谨的数学分析为基础，结合丰富的实例和前沿的算法设计思想，构建了一座连接理论与工程实践的坚实桥梁。 第一部分：基础与分析——奠定坚实的理论根基 本书的开篇部分聚焦于理解算法效率的量化标准。我们不满足于“程序能运行”，而是探究“程序能多快、多好地运行”。 1. 算法效率分析： 详细介绍了大O、Ω和Θ符号，这是衡量算法性能的通用语言。通过递归树和主定理等工具，读者将学会精确地分析递归算法的时间复杂度。 2. 基础数据结构回顾： 对线性结构（如数组、链表）进行了深入回顾，强调了内存布局和操作的内在成本。 3. 排序算法的全面剖析： 覆盖了从基础的插入排序、选择排序到高级的归并排序、快速排序和堆排序。特别强调了快速排序在实际应用中的性能优化技巧，并对各种排序算法的稳定性和空间复杂度进行了细致的比较分析。 第二部分：核心数据结构——构建高效的知识组织系统 本部分是全书的核心，系统地介绍了支持高效信息存储和检索的关键数据结构。 1. 栈与队列的抽象与应用： 探讨了它们在表达式求值、递归模拟和广度优先搜索（BFS）中的实际应用，突出了LIFO和FIFO原则的工程意义。 2. 树结构及其变体： 二叉树与遍历： 详细解释了前序、中序、后序遍历的原理和应用场景。 二叉搜索树（BST）： 深入分析了BST的平均和最坏情况下的性能瓶颈。 平衡树的艺术（AVL与红黑树）： 这是本书的一大亮点。红黑树的插入、删除操作中的旋转与颜色调整机制被分解为易于理解的步骤，确保读者能够掌握这种自平衡机制的精髓，理解其 $O(log n)$ 性能保证的来源。 B树与B+树： 重点阐述了这些结构在磁盘I/O受限的大型数据库系统中的关键作用，解释了它们如何通过增加分支因子来减少磁盘访问次数。 3. 堆（Heaps）与优先队列： 介绍了二叉堆的实现及其在构建高效的最小生成树算法（如Prim和Kruskal）中的核心地位。 4. 散列表（Hash Tables）： 深入讲解了散列函数的构造原则、冲突解决策略（如链地址法和开放寻址法），以及如何通过装载因子精确控制查询性能。 第三部分：高级算法设计与图论 本部分将理论提升到解决复杂问题的层面，引入了关键的算法范式和图论框架。 1. 图论基础与遍历： 完整覆盖了图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），以及深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）在连通性判断、拓扑排序和寻找路径中的应用。 2. 最短路径算法： 详细对比了Dijkstra算法（处理非负权重边）和Bellman-Ford算法（处理负权重边），并重点分析了Floyd-Warshall算法在计算所有顶点对之间最短路径时的动态规划思想。 3. 最小生成树（MST）： 详尽演示了Prim算法和Kruskal算法的构造过程和复杂度分析，明确了它们在网络设计中的应用价值。 4. 算法设计范式： 贪心算法（Greedy Algorithms）： 通过背包问题、区间调度等经典案例，展示了局部最优选择如何导向全局最优。 动态规划（Dynamic Programming）： 深入讲解了最优子结构和重叠子问题两大特性，并以最长公共子序列、矩阵链乘法等为例，展示了自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down with Memoization）的实现差异与优势。 5. 摊还分析（Amortized Analysis）： 这是本书区别于许多入门教材的深度体现。通过银行家算法、斐波那契堆等复杂数据结构的操作序列分析，读者将学会如何在最坏情况下的单次操作性能不佳时，依然能证明序列操作的平均效率。 第四部分：进阶主题与性能优化 最后一部分探讨了当前计算机科学热点领域中涉及的高级数据结构和算法。 1. 高级搜索与空间划分： 讨论了Kd树在多维空间数据检索中的应用。 2. 字符串匹配算法： 详细讲解了KMP算法和Rabin-Karp算法，分析了它们如何通过预处理或随机化技术突破朴素算法的效率瓶颈。 3. 近似算法与NP完全性简介： 对计算复杂性理论进行了必要的介绍，使读者了解哪些问题是“易解的”，哪些问题（如旅行商问题）在计算上是极其困难的，以及在这种情况下，设计近似算法的必要性。 本书的教学优势： 强调数学证明： 每种关键数据结构和算法的效率分析都基于严格的数学证明，确保理解的深度。 语言中立性与代码示例： 虽然书中的示例代码可能采用C++或Java编写，但其核心思想完全独立于特定编程语言的语法限制，更侧重于算法逻辑本身。 丰富的习题集： 提供了大量的练习题和项目，从基础的实现到复杂的性能优化挑战，覆盖了从易到难的层次，是自我检验和深化理解的宝贵资源。 学习本书后，读者将能够： 1. 能够使用标准化的复杂度理论工具，准确评估任何算法的性能。 2. 熟练掌握并能根据实际需求，选择和实现最合适的数据结构来优化程序性能。 3. 掌握动态规划和贪心等核心算法设计范式，应对复杂的工程问题。 4. 对构建高性能软件系统所需的底层计算原理拥有深刻的洞察力。 --- [附注：本书不包含任何关于特定应用程序开发语言（如Visual Basic）、特定IDE操作、图形用户界面（GUI）设计、数据库连接编程或特定商业软件应用开发的内容。它专注于计算机科学的通用理论和方法论。]

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这本书在语言风格上保持了一种令人愉悦的平衡感。它既有学术著作的严谨性，确保了技术描述的准确无误，又融入了大量平易近人的叙述方式，使得阅读过程充满乐趣，丝毫没有枯燥感。作者似乎非常擅长于在复杂的概念和读者之间架起一座沟通的桥梁，他会用一些非常生活化的比喻来解释晦涩难懂的编程逻辑，比如将程序流程比作制作一道菜的步骤，或者将变量的生命周期比作一个物品的使用期限。这种细腻的处理，使得即便是初次接触编程的读者，也能很快建立起对这门学科的亲切感和信心。阅读体验流畅自然，让我感觉自己不是在被动接受知识灌输，而是在一位经验丰富的导师的陪伴下，一步步探索编程世界的奥秘。

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从一个资深开发人员的角度来看，这本书的实验指导部分简直是亮点中的亮点。很多同类书籍，实验部分往往只是简单地罗列几个练习题，敷衍了事。然而，这本书的实验环节设计得极其巧妙，它们大多模拟了真实开发环境中可能遇到的具体问题，要求读者必须综合运用前几章学到的知识点才能完成。这种“任务驱动型”的学习模式，极大地锻炼了我的独立解决问题的能力和调试技巧。我记得有一次为了完成书中一个关于数据持久化的实验，我花了一个下午的时间去排查一个细微的错误，虽然过程有些煎熬，但当最终程序成功运行时，那种成就感是无可比拟的。这些实战演练，比单纯的理论学习要来得更加深刻和有效，真正做到了“学以致用”。

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这本书的排版和装帧确实给人一种踏实的感觉，封面设计简洁明了，没有花哨的图案，让人一眼就能看出这是一本严肃的学习资料。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，字迹锐利，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我特别喜欢它在章节结构上的编排，逻辑性非常强，从基础的概念引入，逐步深入到复杂的编程实践，每一步都有清晰的步骤引导。特别是对于初学者来说，这种循序渐进的方式简直是福音，不会让人在面对大量代码和专业术语时感到不知所措。而且，书中的插图和代码示例都经过精心挑选和优化，非常贴合实际应用场景，不仅仅是停留在理论层面，而是真的教你如何“做”出东西来。这种注重实践的教学理念，使得这本书成为了我案头常备的工具书，每当遇到新的项目需求时，我总能从中找到解决问题的思路和可靠的参考。

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我特别欣赏这本书在不同技术栈之间做出的细致区分和引入方式。它并没有将所有技术点混在一起，而是非常清晰地划分出核心基础、进阶技巧和特定应用模块。例如，在讲解数据结构和算法时，作者用了相当大的篇幅来阐述其在实际应用中的性能考量，而不是仅仅停留在时间复杂度分析的数学证明上。这种关注实际性能影响的讲解方式，对于我这种追求代码效率的开发者来说，具有极高的参考价值。此外，书中对于错误处理和异常机制的介绍，做得尤为深入，它不仅告诉我们如何捕获异常，更重要的是教我们如何设计健壮的错误恢复策略，这在构建企业级应用时是至关重要的软技能。总而言之，这本书的价值在于其提供的广度和深度都达到了一个非常高的水准，是值得反复研读的精品。

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我得说，这本书的作者在内容的选择上展现了极高的专业素养和教学智慧。它没有一股脑地堆砌过时的知识点，而是紧密围绕当前行业主流的技术趋势进行讲解，确保读者学到的都是“有用”的技能。比如，在面向对象编程（OOP）部分的阐述，简直可以称得上是教科书级别的典范。它没有采用那种干巴巴的定义罗列，而是通过一系列巧妙设计的案例，将封装、继承和多态这些抽象的概念具象化，让我这个之前对OOP概念感到困惑的人茅塞顿开。更难能可贵的是，它在讲解每一个重要概念时，都会附带一个“为什么这样做”的解释，这极大地提升了学习的深度，让我们不仅仅停留在“会用”的层面，而是理解了背后的设计哲学。这种对知识深度的挖掘，让这本书的价值远远超出了单纯的编程手册范畴。

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