Introduction to Berkeley UNIX and ANSI C, An pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Jack Hodges

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1995-01-31

价格:USD 47.00

装帧:Textbook Binding

isbn号码:9780130684950

丛书系列:

图书标签:

• UNIX
• C语言
• 编程
• 操作系统
• 伯克利UNIX
• ANSI C
• 计算机科学
• 技术
• 教程
• 经典

好的，这是一本关于另一个主题的图书简介，字数约为1500字。 --- 书名： 《高级数据结构与算法的深度解析：从理论基石到现代应用》 内容简介： 在当今的计算科学领域，数据结构的效率和算法的优化能力已成为衡量系统性能和创新潜力的核心标准。本书《高级数据结构与算法的深度解析：从理论基石到现代应用》旨在为计算机科学专业的学生、资深软件工程师以及致力于提升系统性能的开发者提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考手册。我们不再停留在基础数据结构（如链表、树、图的初步介绍），而是将视角聚焦于那些支撑现代复杂系统运行的前沿结构和高效算法范式。 全书结构精心设计，由浅入深，层层递进，确保读者不仅掌握“如何实现”，更理解“为何如此设计”以及“在何种场景下性能最优”。 第一部分：基石的重塑与深化 本部分回顾并深化了对经典数据结构的理解，引入了更严格的数学分析和实际性能考量。 1. 内存层级的优化与缓存感知（Cache-Awareness）： 现代CPU的性能瓶颈往往不再是原始计算速度，而是内存访问延迟。本章详细探讨了B-树（B-Trees）的变种，特别是B+树在磁盘I/O优化中的作用。我们将深入分析缓存行填充（Cache Line Filling）对算法执行时间的影响，并介绍T-树和R-树在多媒体和地理信息系统（GIS）中如何通过空间局部性原则优化查询效率。 2. 堆结构的精细化管理： 除了标准的二叉堆，本书将重点介绍斐波那契堆（Fibonacci Heaps）和双项堆（Pairing Heaps）。我们将通过严谨的摊还分析（Amortized Analysis），展示斐波那契堆在实现Dijkstra和Prim算法时，如何实现更优的渐近时间复杂度，并讨论其实际应用中因常数因子过大而受到的挑战。 3. 散列表的演进与冲突解决策略： 标准的开放寻址法（Open Addressing）和链地址法（Separate Chaining）被置于更广阔的背景下审视。重点章节讲解了Cuckoo Hashing（布谷鸟哈希）的工作原理、其零冲突保证的理论基础，以及在分布式系统中实现高并发查找的意义。此外，我们还将分析一致性哈希（Consistent Hashing）在负载均衡和分布式缓存系统中的关键地位。 第二部分：图论的复杂性与实用化 图论是建模现实世界复杂关系的核心工具。本部分侧重于大规模图结构的存储、遍历和分析。 4. 稀疏图与稠密图的存储优化： 针对超大规模图（如社交网络、互联网结构），邻接矩阵的内存开销是不可接受的。本书详尽对比了邻接表、压缩稀疏行（CSR）和压缩稀疏列（CSC）格式的优劣，并探讨了混合存储格式在处理动态图更新时的优势。 5. 路径查找与流网络算法的性能瓶颈： 在A算法的基础上，我们引入了分层图（Contraction Hierarchies, CH）和柱状图技术（Hub Labeling），展示了如何将预处理时间投入，以换取近乎$O(1)$的实时最短路径查询能力，这在导航系统中至关重要。此外，最大流/最小割算法（如Edmonds-Karp, Dinic算法）的实现细节及其在资源分配问题中的应用将被深入剖析。 6. 图嵌入与谱方法： 迈向机器学习，我们介绍了如何使用谱聚类和随机游走（如DeepWalk, Node2Vec）将高维图结构映射到低维向量空间，以便进行相似性搜索和节点分类。 第三部分：高级抽象与内存效率 本部分专注于那些需要高度抽象思维和对底层硬件有深刻理解才能有效实现的复杂结构。 7. 动态内存管理与垃圾回收： 程序员需要理解运行时环境如何管理内存。我们将对比代回收（Generational GC）、标记-清除（Mark-and-Sweep）以及分代复制（Copying Collection）的效率差异。对于系统级编程，我们将探讨如何设计无锁数据结构（Lock-Free Data Structures），利用CAS操作实现并发安全，规避死锁风险。 8. 排序算法的极限挑战： 基础的快速排序和归并排序无法满足所有需求。本章重点分析内省排序（Introsort）如何在保持平均性能的同时避免最坏情况的$O(N^2)$。随后，我们将深入探讨基数排序（Radix Sort）在处理特定范围整数时的线性时间优势，以及其在外部排序（External Sorting）中的应用。 9. 概率数据结构： 在数据量庞大到无法精确存储时，概率结构成为救星。布隆过滤器（Bloom Filters）用于快速判断元素是否存在，其假阳性率的控制机制将是重点。此外，我们还将介绍HyperLogLog在高效估计大规模集合基数（Cardinality Estimation）方面的突破性贡献。 第四部分：算法设计范式与复杂性理论 理论的深度是指导实践的关键。本部分将结构化地梳理核心的算法设计思想。 10. 动态规划的优化技巧： 动态规划（DP）的难点在于状态转移方程的定义。本书通过大量的实例（如背包问题变种、编辑距离、最长公共子序列）来训练读者的“DP思维”。更进一步，我们将引入四边形不等式优化和凸包技巧来加速特定DP问题的状态转移，实现从$O(N^2)$到$O(Nlog N)$的飞跃。 11. 贪心策略的正确性证明： 理解何时贪心策略有效至关重要。我们将通过交换论证法（Exchange Argument）和保持最优性不变性（Invariants）来严格证明特定贪心选择的局部最优性可以导向全局最优。 12. NP-完全问题的逼近与启发式方法： 对于旅行商问题（TSP）、集合覆盖等NP-完全问题，本书强调放弃精确解的幻想，转而关注近似算法。我们将详细分析PTAS（多项式时间近似方案）和FPTAS（有界误差多项式时间近似方案）的概念，并介绍局部搜索、模拟退火和遗传算法等启发式搜索技术在实际工程中的应用。 --- 目标读者定位： 本书不假设读者对C语言或特定操作系统的底层细节有深入了解，但要求具备扎实的离散数学基础和至少一门指令式编程语言（如C++, Java, Python）的实践经验。它适合于希望从“能写代码”进阶到“能设计高性能、可扩展系统的架构师和研究人员”。通过对理论的严格推导和对现代硬件特性的充分考量，本书将成为数据结构与算法领域的权威指南。

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说实话，我一开始拿到这本书的时候，内心是有些抗拒的。毕竟，现在市面上有太多关于C语言和Linux操作系统的“速成宝典”，动辄几十万字，恨不得把所有你能想到的函数都塞进去。然而，这本书的价值恰恰在于它的“克制”。它没有试图包罗万象，而是专注于打磨核心。作者对UNIX哲学理解得极为深刻，他并没有直接堆砌大量的命令，而是花了相当大的篇幅去解释“为什么”要这样做，背后的设计思想是什么。这种对原理的深挖，使得你一旦掌握了书中的精髓，再去学习任何现代操作系统或者编程语言，都会感觉触类旁通。比如，它对管道（Pipes）和I/O重定向的讲解，清晰到令人发指，让我这个曾经在这些概念上磕磕绊绊的“老油条”都感到豁然开朗。阅读过程中，我常常需要停下来，对着终端反复敲击书中的示例代码，那种代码在屏幕上执行，并按照预期产生结果的瞬间，带来的满足感是任何现代框架教程都无法比拟的。

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这本书的“年代感”是它的一个显著特点，但请不要误解，这种年代感绝非落伍的代名词，而是一种沉淀下来的智慧的象征。在处理ANSI C的部分时，我注意到作者对内存布局和预处理器的处理非常细致。他没有被后来的C标准特性所干扰，而是完全聚焦于那个时代最核心、最稳定的规范。这对于理解C语言的底层机制至关重要。很多现代教程往往直接跳过指针算术的细节，直接使用高级抽象，但这本书却坚持让你直面内存地址的运算，让你真正体会到程序是如何在硬件上运行的。这种“硬核”的教学方式，虽然前期需要付出更多的理解成本，但一旦跨越了那个门槛，你会发现自己对整个计算范式的理解都提升了一个层次。我甚至觉得，这本书比一些声称“面向未来”的教材更能帮助我应对那些最棘手的、需要深入系统底层的Bug。

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这本书的封面设计实在是让人眼前一亮，那种带着点复古气息的排版和字体选择，一下子就把我带回了那个计算机科学蓬勃发展的年代。我是在一个老旧的二手书店里偶然发现它的，书页泛黄，带着一股淡淡的纸张和时间混合的味道。翻开第一页，我就被作者严谨又不失幽默的笔触所吸引。他似乎非常擅长用最简洁的语言去阐述那些在当时看来非常复杂晦涩的概念，比如如何理解UNIX的文件系统层次结构，或者C语言中指针的精妙之处。这本书的内容排布很有逻辑性，从最基础的命令行操作入手，逐步深入到系统调用和内存管理，对于一个初学者来说，这种循序渐进的方式简直是福音。我尤其喜欢其中穿插的一些小故事，讲述了作者当年在伯克利使用这些工具的经历，这让冰冷的命令行操作瞬间充满了人情味。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师在耳边轻声细语地指导你，让你在学习的过程中充满了探索的乐趣。那种感觉，就像是找到了通往一个神秘而强大世界的钥匙，让人迫不及待地想要开启接下来的旅程。

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从一个纯粹的审美角度来看待这本书的排版和装帧，它散发着一种低调的专业气质。内文的图表，虽然不是彩色的高分辨率图像，但其线条的清晰度和逻辑性，完全能够支撑起复杂的概念阐述。例如，书中描绘的进程状态转换图，寥寥数笔，却将多任务环境下的复杂调度逻辑清晰地勾勒出来。这本书给我最大的感受是，它教你的不只是“如何做”，更是“如何思考”。在处理诸如信号量或死锁预防这类并发问题时，作者引导读者进行结构化的思维训练，而不是简单地罗列标准库函数。这使得我在阅读完后续章节后，面对新的编程挑战时，总能本能地回溯到书中建立起来的那些基础逻辑框架中去寻找解决方案的雏形。它像一块磨刀石，磨砺的不是我的指尖，而是我的逻辑思维能力。

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这本书的结构安排，简直是教科书级别的典范。它巧妙地将理论讲解与实际操作完美地结合起来，阅读体验极其流畅。章节之间的过渡自然而然，你不会感到内容的突然跳跃或者强行衔接。比如，当讲解完如何使用`make`文件来管理编译过程时，紧接着就会出现一个关于如何编写小型Shell工具的实践项目。这种“学一点，用一点”的节奏，极大地提高了学习的主动性和兴趣。对于我这样时间零散的读者来说，能够随时放下，下次拿起又能快速找到上次中断的地方，并理解前后文的关联性，是非常重要的。特别是对于那些希望真正理解操作系统内核工作原理的人来说，这本书提供的那些关于进程管理和文件I/O的早期实现思路，是非常宝贵的参照系。它让你看到，最优雅的解决方案往往不是最复杂的，而是最符合自然逻辑的。

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