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页数:175

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出版时间:2007-2

价格:16.00元

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isbn号码:9787113077136

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好的，这是一本名为《数据结构与算法分析：C语言描述》的图书简介，内容详尽，不涉及局域网组网技术。 图书名称：数据结构与算法分析：C语言描述 作者：[此处可留空或虚构作者名] 出版社：[此处可留空或虚构出版社名] ISBN：[此处可留空或虚构ISBN] 图书简介：数据结构与算法分析：C语言描述 导论：理解计算的基石 在计算机科学的广袤领域中，数据结构与算法是构建一切复杂系统的核心支柱。它们不仅仅是抽象的概念，而是决定程序效率、可靠性和可维护性的关键要素。本书《数据结构与算法分析：C语言描述》旨在为读者提供一个坚实的基础，深入剖析经典数据结构的设计原理、操作机制及其背后的时间与空间复杂度分析，并通过具体的C语言实现，将理论知识转化为实践能力。 本书的核心目标是培养读者的“计算思维”——如何有效地组织信息，并设计出高效的步骤来处理这些信息。我们深知，C语言以其接近硬件的特性和对内存管理的精细控制，是理解数据结构底层实现的理想工具。因此，全书紧密围绕C语言的指针、结构体和内存操作展开，确保读者不仅“知道”算法是什么，更能“理解”其在内存中如何运作。 第一部分：基础概念与性能评估 本书的开篇聚焦于构建严谨的分析框架。在深入研究具体结构之前，我们首先介绍了算法性能分析的必备工具：渐近分析。这部分详尽阐述了$O$（大O）、$Omega$（大Omega）和$Theta$（大Theta）记号的精确含义和应用场景，使读者能够准确地衡量不同算法在输入规模增长时的效率趋势。我们区分了最坏情况、最好情况和平均情况下的复杂度分析，强调了理解算法“瓶颈”的重要性。 随后，我们探讨了递归这一强大的编程范式。递归不仅是许多高级算法（如分治法）的自然表达方式，其自身的分析也往往需要特定的数学工具。本书专门辟出一章，介绍主定理（Master Theorem）的应用，用于快速解耦线性递推关系，这是分析如快速排序和归并排序等分治算法复杂度的关键技术。 第二部分：线性与非线性数据结构的精深解析 在掌握了分析工具后，本书进入对核心数据结构的系统性讲解。 1. 数组与链表家族 我们从最基本的数组（Array）开始，分析其随机访问的优势与固定大小的局限性。紧接着，我们深入链表（Linked List）的世界，详细区分了单向链表、双向链表和循环链表的内部结构。C语言的指针操作在链表实现中扮演了至关重要的角色，我们通过大量的代码实例，演示了插入、删除和遍历操作在不同链表变体中的精确实现与复杂度对比。 2. 栈、队列与抽象数据类型（ADT） 栈（Stack）和队列（Queue）作为最常用的抽象数据类型，是顺序处理和缓冲机制的核心。本书不仅展示了如何使用数组或链表实现它们，更重要的是，解释了它们在函数调用堆栈（Call Stack）、表达式求值（如中缀转后缀）和广度优先搜索（BFS）中的应用原理。 3. 树结构：从有序到平衡 树结构是组织层次化数据的关键。我们从基础的二叉树（Binary Tree）入手，详细阐述了前序、中序和后序遍历的递归与非递归实现。随后，我们重点攻克了二叉搜索树（BST），分析了其在最佳和最坏情况下的性能差异。 为了解决BST可能退化为链表的问题，本书投入大量篇幅讲解了平衡二叉搜索树，特别是AVL树和红黑树（Red-Black Tree）。我们细致地剖析了旋转操作（左旋、右旋、双旋）的几何意义和指针维护逻辑，这是理解高效动态集合操作的难点，也是本书的亮点之一。 4. 堆与优先队列 堆（Heap），作为一种特殊的完全二叉树，是实现优先队列（Priority Queue）的最高效方式。本书详尽讲解了最大堆和最小堆的构建、插入（上滤/Sift-up）和删除最大/最小元素（下滤/Sift-down）的C语言实现。我们还展示了如何利用堆结构设计出高效的堆排序（Heapsort）算法，并将其性能与快速排序、归并排序进行量化比较。 5. 图论：复杂关系的建模 图（Graph）是建模现实世界复杂关系（如社交网络、路线规划）的强大工具。本书从图的表示法入手，详细对比了邻接矩阵和邻接表在不同稀疏度图上的空间和时间效率。随后，我们深入讲解了图的两种核心遍历算法：广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），并展示它们在连通性检测、拓扑排序等问题中的实际应用。 此外，对于带权图，本书提供了最短路径算法的完整分析和实现，包括迪杰斯特拉算法（Dijkstra’s Algorithm）和处理负权边的贝尔曼-福特算法（Bellman-Ford Algorithm）。对于最小生成树（MST），我们分别用普里姆算法（Prim’s）和克鲁斯卡尔算法（Kruskal’s）进行了细致的C语言代码演示。 第三部分：高级主题与实用算法 本书的后半部分着眼于更复杂的计算挑战和实用技术。 1. 散列表（哈希表） 散列表（Hash Table）是实现平均$O(1)$时间复杂度查找、插入和删除的关键。我们详细讨论了散列函数的构造原则（如除法、乘法、数字分析法），并着重分析了解决冲突的两种主要方法：链地址法（Chaining）和开放寻址法（Open Addressing）（包括线性探测、二次探测和双重散列）。读者将学习如何评估和避免“聚集”现象，确保哈希表的实际性能接近理论最优值。 2. 排序算法的全面比较 排序是算法分析的经典试验场。本书不仅实现了常见的排序算法（如冒泡、插入、选择），更将重点放在了快速排序（Quicksort）和归并排序（Mergesort）的深入分析上。我们探讨了枢轴选择对快速排序性能的决定性影响，并展示了归并排序作为稳定排序的特性。最后，我们还介绍了用于大型数据集的外部排序的基本概念。 3. 摊还分析与高级数据结构 为了更精确地分析那些操作成本不均的结构（如动态数组和斐波那契堆），本书引入了摊还分析（Amortized Analysis）的概念。通过实例，读者将学会如何计算一系列操作的平均成本，即使其中某些操作的成本极高。 实践导向与C语言的契合度 本书的每一章都伴随着大量经过充分测试的C语言代码示例。我们坚持使用标准C语言特性，避免过度依赖特定编译器的扩展，确保代码的通用性。所有代码都精心编写，旨在清晰地展示数据结构的内存布局和指针的巧妙运用。书末附带的综合实验部分，要求读者独立实现如B树的简化版本或图算法的应用，以巩固所学知识。 《数据结构与算法分析：C语言描述》不仅是一本教科书，更是一本实践手册。它适合计算机科学专业学生、希望深化底层理解的软件工程师，以及所有渴望掌握高效编程艺术的自学者。阅读本书，您将建立起坚不可摧的计算思维，为未来应对任何复杂的软件挑战做好准备。

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