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出版者:清华大学

作者:钱雪忠

出品人:

页数:461

译者:

出版时间:2007-10

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787302158417

丛书系列:

图书标签:

• 数据库
• SQL Server
• SQL Server 2005
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数据结构与算法解析：从理论基石到高效实现 本书旨在为渴望深入理解计算机科学核心——数据结构与算法的读者提供一份详尽、系统且注重实践的指南。 我们将抛开特定编程语言的束缚，专注于算法思想的本质和数据组织的基本范式，力求构建起读者坚实的理论基础，并指导读者如何将这些抽象概念转化为高效、可维护的实际解决方案。 第一部分：基础回顾与理论奠基 本部分将为后续深入学习打下坚实的基础。我们不会预设读者对所有数学和离散结构都有深刻理解，而是从最基本的概念入手进行梳理。 1. 算法分析的基石： 深入探讨算法效率的衡量标准，不再仅仅停留在“快”或“慢”的模糊描述上。重点讲解时间复杂度和空间复杂度的数学定义，推导大O、Ω、Θ 记号的精确含义和应用场景。通过实例对比线性、对数、平方和指数增长的实际差异，使读者建立起对算法性能的直观感受和严谨的分析能力。 2. 离散数学与集合论回顾： 简要回顾支撑算法设计的基础数学工具，包括集合论的基本操作、关系与函数、图论的初步概念（如连通性、通路），以及初等计数原理。理解这些工具是正确描述和证明算法正确性的前提。 3. 递归与数学归纳法： 递归作为一种强大的问题分解工具，是理解许多复杂算法（如图形遍历、分治策略）的关键。本书将详细剖析递归的定义、基线条件以及调用栈的工作原理。同时，系统介绍数学归纳法在算法正确性证明中的应用，特别是对于递归算法的循环不变量和终止条件的证明方法。 第二部分：核心数据结构体系 本部分系统地介绍了计算机科学中最为常用且基础的数据组织方式，每种结构都将从其内在逻辑、适用场景、优缺点以及基本操作的复杂度进行全面剖析。 4. 线性结构进阶： 数组与动态数组： 不仅讨论静态数组的内存布局，更深入分析动态数组（如向量）在底层是如何通过内存重分配（Copy-on-Write 或扩容策略）来实现高效访问和偶尔的摊销（Amortized）时间复杂度的。 链表家族： 详细区分单向链表、双向链表和循环链表的结构差异和操作成本。重点探讨在链表中实现高效插入、删除操作的机制，以及使用“哨兵节点”等技巧优化边界条件处理。 栈与队列的抽象： 将栈（LIFO）和队列（FIFO）视为抽象数据类型（ADT），讨论其在函数调用、表达式求值（如逆波兰表示法）、广度优先搜索等场景中的应用。 5. 非线性结构：树与图的深度探索： 树结构： 详述二叉树的性质，重点讲解二叉搜索树（BST）的查找、插入和删除操作。随后，深入探讨如何通过旋转操作（如LL、LR、RL、RR）来保持树的平衡，从而保证操作效率，引出AVL树和红黑树的结构设计原理和平衡维护机制（着重于颜色的重新分配和旋转的执行）。此外，还将介绍堆（Heap）的结构特性（最大堆与最小堆）及其在优先队列中的关键作用。 图论基础： 将图定义为最复杂、最通用的数据结构。详细介绍图的表示方法：邻接矩阵（适用于稠密图）和邻接表（适用于稀疏图）的优劣权衡。讨论边的表示（有向图与无向图、带权图）。 6. 散列技术：冲突解决之道： 深入理解散列表（Hash Table）的工作原理，包括哈希函数的设计原则（均匀分布、雪崩效应）和冲突处理策略：链式法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）的内在机制和性能影响。分析负载因子（Load Factor）对性能的决定性作用。 第三部分：经典算法与设计范式 本部分聚焦于解决常见问题的核心算法，并归纳总结出几种重要的算法设计思想。 7. 排序算法的全面比较： 系统讲解和实现各种排序算法，并进行横向对比： 简单排序： 冒泡、选择、插入排序（分析其在小规模数据和基本有序数据中的优势）。 高效排序： 深入剖析快速排序（QuickSort）的分治策略和枢轴（Pivot）选择对性能的剧烈影响；以及归并排序（MergeSort）的稳定性与外部排序的应用潜力。 非比较排序： 介绍计数排序（Counting Sort）和基数排序（Radix Sort），分析它们在特定数据范围下的线性时间复杂度优势。 8. 图遍历与最短路径算法： 图的遍历： 详细演示深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的实现和应用，例如拓扑排序（Topological Sorting）的必要条件和实现流程。 最短路径： 重点讲解Dijkstra算法在处理非负权图中的应用及其贪心策略的正确性。对于包含负权边的场景，介绍Bellman-Ford算法及其检测负权环的能力。 9. 核心设计范式： 分治法（Divide and Conquer）： 通过如二分查找、快速排序等经典案例，理解其“分解-解决-合并”的流程。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 阐述贪心选择的两个关键性质（贪心选择性质和最优子结构），并分析其适用的范围（如霍夫曼编码、最小生成树的某些算法）。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 这是本书的重点之一。系统介绍DP的两个核心特征：最优子结构和重叠子问题。通过背包问题（Knapsack Problem）、最长公共子序列（LCS）等经典案例，演示如何构建状态转移方程，并对比自顶向下（带备忘录）和自底向上（迭代）的实现差异。 第四部分：高级主题与性能优化 本部分扩展到更复杂的算法领域，探讨如何在实际工程中进一步优化性能。 10. 搜索优化：平衡与查找效率： 深入探讨如何使搜索操作的平均时间复杂度维持在 $O(log n)$。详述B树及其变体B+树的结构，它们是数据库索引和文件系统高效管理磁盘I/O的关键所在。 11. 字符串匹配算法： 讲解朴素匹配的低效性，重点研究KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法如何通过构建“最长前缀-后缀”失败函数（LPS数组）来避免不必要的字符回溯，实现线性时间复杂度的精确匹配。 附录：性能调优与实践考量 附录将提供实际工程中的考量，例如：如何根据数据特征选择最合适的数据结构；缓存局部性（Cache Locality）对算法实际运行速度的影响（超越纯粹的Big O分析）；以及如何利用并行化思想对某些数据结构操作进行初步的优化思考。 本书特色： 理论深度与实践并重： 每种数据结构和算法都配有清晰的伪代码或标准编程语言实现示例（不限于特定语言），并附带详尽的复杂度分析。 可视化引导： 许多复杂操作（如图的遍历、树的旋转、DP的状态转移）都辅以图形化解释，帮助读者构建清晰的思维模型。 聚焦于“为什么”： 不仅告诉读者“如何做”，更重要的是解释算法和结构背后的设计哲学和数学原理，培养读者的算法设计思维，而非仅仅是记忆实现细节。 本书适合于计算机科学专业的学生、软件工程师，以及任何希望建立扎实底层功力、解决复杂计算问题的技术人员。通过系统学习，读者将能够自信地分析现有代码的性能瓶颈，并设计出更优雅、更具扩展性的数据解决方案。

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说实话，市面上关于数据库的书籍汗牛充栋，但大多在“数据库理论”和“SQL Server工具使用”之间摇摆不定，要么过于偏向理论的抽象，读起来枯燥乏味，让人昏昏欲睡；要么就是纯粹的“操作手册”，只告诉你点哪个按钮，却不解释背后的原理。这本教程的妙处就在于找到了一个绝佳的平衡点。它并没有回避理论，但它处理理论的方式非常务实。比如讲到范式理论时，它会立刻紧接着一个案例，告诉你为什么需要进行第三范式分解，以及分解后数据冗余是如何降低的。我特别欣赏它对SQL Server 2005独有特性的讲解，虽然现在看来2005已经是很老的版本了，但在当时，它对新引入的一些函数和数据类型，都有专门的板块进行剖析，清晰地标明了与前一个版本的区别。这种对比和演进式的讲解，对于正在从旧版本迁移过来的DBA来说，简直是福音。而且，书中的代码块格式化得非常规范，缩进和大小写使用都非常专业，极大地提升了阅读体验，减少了因代码格式混乱而产生的理解障碍。

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我是一个软件工程专业的应届毕业生，毕业设计选择了做一个基于SQL Server 2005的进销存管理系统。当时我对数据库的理解仅限于学校课堂上讲的一些皮毛，别说复杂的联结查询，就连事务处理的概念都模棱两可。抱着试一试的心态拿下了这本《数据库与SQL Server 2005教程》，原本以为会读得非常吃力，毕竟这种面向特定版本的技术书籍，往往对新手不友好。然而，作者的叙事风格却出乎意料的平易近人。书中大量的实战案例，贴合实际工作场景，比如如何处理库存超领、如何生成月度销售报表，这些例子不是那种脱离实际的“Hello World”式教学，而是真正能用到项目中的“干货”。我记得有一次在写一个复杂的分组统计查询时卡住了，反复研究了书里关于`GROUP BY`配合`HAVING`子句的章节，终于茅塞顿开。更赞的是，它对数据备份和恢复的章节也做了详尽的介绍，这在实际部署环境中至关重要，确保了系统在出现故障时能迅速恢复，这种对“全生命周期”的关注，体现了作者深厚的实战经验。

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这本书的封面设计得很朴实，那种深蓝配着银灰色的字体，透着一股子严谨劲儿，让人一看就知道这不是那种浮夸的入门读物，而是真想沉下心来啃硬骨头的技术宝典。我当时买它，主要还是冲着那个“2005”的版本号去的，毕竟那时候很多老项目和遗留系统还在用这个版本，算是数据库维护人员的“必备良药”。拆开塑封膜，一股新书特有的油墨味儿扑面而来，这感觉，比什么都实在。内页的纸张质量不错，即使用荧光笔涂画，也不会渗透到下一页。翻开目录，内容的编排逻辑非常清晰，从最基础的关系代数概念讲起，逐步深入到T-SQL的语法细节，然后是存储过程、触发器、视图这些高级对象的构建。尤其让我印象深刻的是，它对索引的讲解非常透彻，不仅仅停留在“建个索引能加速查询”的层面，而是深入到了B-Tree结构的内部工作原理，甚至还配有图示来解释聚集索引和非聚集索引的区别，那种把“为什么”和“怎么做”都掰开了揉碎了讲的架势，让初学者也能迅速建立起性能优化的基本概念框架，而不是只会机械地复制粘贴代码。

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我是一名资深的IT培训讲师，经常需要为零基础的学员挑选合适的教材。很多学员在接触数据库时，最大的障碍就是对“并发控制”和“锁机制”的恐惧。他们觉得这些概念太玄乎，遥不可及。但在翻阅这本书的“事务管理”章节后，我的看法彻底改变了。作者巧妙地引入了一个比喻，将数据库的事务处理比作银行的ATM操作，用存款和取款的先后顺序，形象地解释了ACID特性中的原子性、一致性、隔离性和持久性。这种“化繁为简”的功力，令人拍案叫绝。更重要的是，书中没有将并发控制简单地归类为“专家知识”，而是用图表清晰地展示了共享锁、排他锁的工作流程，以及在不同隔离级别下可能出现的数据丢失更新或脏读现象。对于我这样的培训师而言，这本书提供的不仅仅是知识点，更是一套成熟的、经过市场检验的教学方法论，让我能够更自信地向学员传授这些核心概念。

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这本书的附录部分，也是我经常翻阅的宝藏区域。很多技术书籍的附录往往是可有可无的，充斥着一些不常用的错误代码列表或者简单的关键字速查表。但《数据库与SQL Server 2005教程》的附录则完全是另一番景象。它详细收录了SQL Server 2005中所有系统存储过程的简要说明，以及一些常见的动态管理视图（DMV）的查询示例。对于日常的性能调优工作来说，能够快速定位系统瓶颈至关重要，而这些附录内容提供了直接的工具入口。例如，书中列出了如何通过`sysprocesses`视图快速查看当前正在执行的查询和等待的资源，这个小技巧在实际生产环境中帮我节省了大量排查问题的时间。另外，它的错误代码参考部分也整理得非常全面，每一个常见的SQL错误代码后面，都附带了针对性的解释和解决方案的建议，而不是简单地指向微软官方文档，这种整合性的服务，极大地提升了这本书的实用价值和收藏价值，即使在版本迭代之后，它依然是一本值得放在手边的参考手册。

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