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出版者:清華大學

作者:呂國英

出品人:

頁數:366

译者:

出版時間:2008-3

價格:35.00元

裝幀:

isbn號碼:9787302169970

叢書系列:

圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 高級語言
• 算法
• 數據結構
• 編程入門
• 計算機基礎
• 教材
• 經典
• 教學

《數據結構與算法分析（C++版）》圖書簡介 引言：理解計算的基石，駕馭復雜性的藝術 在信息技術日新月異的今天，軟件係統的規模和復雜度不斷攀升，對底層效率和嚴謹性的要求也日益苛刻。《數據結構與算法分析（C++版）》並非一本專注於某一特定編程語言語法技巧的書籍，而是一部深入探討計算機科學核心理論與其實際應用的權威著作。本書旨在為讀者構建一個堅實的基礎，使他們能夠從根本上理解程序設計中的效率、可擴展性和正確性問題。它關注的是“如何更聰明地組織和處理信息”，而非僅僅是“如何用代碼實現某個功能”。 第一部分：基礎架構——抽象數據類型與綫性結構 本書伊始，我們首先建立起對“抽象數據類型（ADT）”的深刻理解。ADT是數據結構理論的靈魂，它將數據的邏輯結構與底層的物理實現分離開來，強調接口的清晰性和功能的完備性。 數組與鏈錶：內存布局的哲學 我們將詳細剖析數組的優勢——連續內存帶來的極緻訪問速度，以及其在動態伸縮上的固有局限。隨後，重點轉嚮鏈錶，包括單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶和循環鏈錶。我們不僅會展示如何實現節點的插入、刪除和遍曆，更會深入探討指針操作的微妙之處，以及在內存碎片化環境中鏈錶操作的性能權衡。特彆地，本書會對比分析這兩種結構在處理大規模動態數據集閤時的性能差異，為讀者在實際工程中做齣明智選擇提供理論依據。 棧與隊列：遵循約束的操作範式 棧（Stack）作為“後進先齣（LIFO）”的代錶，是函數調用、錶達式求值（如中綴轉後綴/前綴）和遞歸過程優化的核心工具。隊列（Queue）則代錶“先進先齣（FIFO）”，在模擬排隊係統、緩衝區管理和廣度優先搜索（BFS）中扮演關鍵角色。本書會使用C++的標準模闆庫（STL）中的容器（如`std::vector`和`std::deque`）來實現這些ADT，並著重講解如何通過高效的底層實現來保證其操作時間復雜度恒定（$O(1)$）。 第二部分：非綫性結構的探索與應用 當數據之間的關係不再是簡單的綫性序列時，我們需要更復雜的結構來有效建模。 樹結構：層次化管理的藝術 樹是描述層級關係最自然的方式。本書對樹的講解涵蓋瞭從基礎的二叉樹、平衡二叉樹（如AVL樹和紅黑樹）到更專業的搜索樹（如B樹和B+樹）。 二叉樹遍曆： 深度剖析前序、中序、後序遍曆，及其在解析和重建錶達式中的應用。 二叉搜索樹（BST）： 探討其在平均情況下的對數時間復雜度，以及在極端情況（退化為鏈錶）下的性能瓶頸。 平衡性維護： 重點闡述AVL樹的鏇轉操作和紅黑樹的著色與調整規則，這是理解高性能字典和集閤實現的關鍵。紅黑樹作為STL中`std::map`和`std::set`的底層支撐，其復雜性的管理機製是本書的精華所在。 堆結構：優先級的實現 堆（Heap）是實現優先隊列（Priority Queue）的經典結構。我們將詳細介紹二叉堆的結構特性，特彆是最大堆和最小堆的構建（Heapify過程）和插入/刪除操作的對數復雜度保證。本書會展示堆在解決K大/K小元素問題、Dijkstra最短路徑算法等場景中的不可替代性。 圖論基礎：網絡與關係建模 圖（Graph）是錶示復雜相互關聯係統的通用模型。本書將圖的錶示方法（鄰接矩陣與鄰接錶）進行詳盡對比，分析它們在空間占用和遍曆效率上的取捨。核心算法部分包括： 圖的遍曆： 深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS），及其在連通性判斷、拓撲排序和尋找路徑中的應用。 最短路徑問題： 詳述Dijkstra算法（非負權邊）和Bellman-Ford算法（處理負權邊），以及Floyd-Warshall算法（全源最短路徑）。 最小生成樹（MST）： 深入解析Prim算法和Kruskal算法的貪婪策略和證明，理解其在網絡設計優化中的重要性。 第三部分：算法分析與性能評估 數據結構和算法的價值體現在其效率上。本部分是本書理論深度的集中體現。 漸近分析：大O錶示法的精確使用 我們將嚴謹地介紹大O、大Ω和Θ記號，並闡明它們在描述函數漸進行為時的數學意義。本書強調區分最好情況、最壞情況和平均情況下的時間與空間復雜度，避免對算法性能的模糊描述。 排序算法的演進 我們將按效率層級係統地分析排序算法： 1. 簡單排序： 選擇排序、插入排序、冒泡排序（$O(n^2)$），用於理解基礎交換/比較機製。 2. 高效比較排序： 歸並排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）。我們將深入探討快速排序的樞軸選擇策略、分區操作的優化，以及其平均$O(nlog n)$性能的數學推導。 3. 綫性時間排序： 計數排序（Counting Sort）、基數排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort），這些非基於比較的排序方法在特定數據約束下的巨大優勢將被充分展示。 遞歸與分治策略 遞歸是錶達復雜算法的強大工具。本書通過主定理（Master Theorem）來分析分治算法（如二分查找、快速排序）的遞歸關係，幫助讀者係統地計算遞歸調用的成本，從而掌握設計高效、優雅算法的核心思想。 第四部分：散列技術與內存管理 散列錶（Hash Table）：近乎理想的查找速度 散列錶是現代編程中不可或缺的組件。我們將探討散列函數的設計原則（均勻分布、雪崩效應），以及處理衝突的各種策略：分離鏈接法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測和雙重散列）。對負載因子（Load Factor）如何影響性能的分析，將指導讀者正確地調整散列錶的容量。 內存層次結構與緩存效率 本書最後將視角從邏輯結構轉嚮物理實現。我們討論瞭CPU緩存的工作原理（局部性原理：時間局部性和空間局部性），並分析瞭如何通過選擇閤適的數據結構布局（如緩存友好的數組訪問而非隨機的指針跳轉）來最大限度地利用現代硬件的性能優勢。 總結：麵嚮未來的軟件工程師 《數據結構與算法分析（C++版）》不僅僅是一本算法手冊，它是一套思維訓練體係。掌握這些概念，意味著讀者將能夠識彆代碼中的性能瓶頸，設計齣不僅能運行，而且能高效運行在PB級數據上的健壯係統。本書的最終目標是培養一種嚴謹的、以性能為導嚮的工程思維。

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這本書的封麵設計著實吸引眼球，一種沉穩而現代的藍色調，搭配著簡潔有力的書名“高級語言程序設計”，讓人一看就覺得這是一本內容紮實、值得深入鑽研的著作。我是一名在校的計算機專業學生，平時接觸到的編程語言不少，但總覺得在理論深度和工程實踐之間，總是有一些模糊的地帶，讓我感到不夠踏實。讀完這本書的前幾章，我已經被它那種條理清晰、邏輯嚴謹的講解方式深深吸引。作者在介紹語言特性時，不僅僅是羅列語法規則，而是深入剖析瞭這些特性背後的設計哲學和實現原理，並且常常輔以經典的算法和數據結構的應用案例，這讓我能夠從更宏觀的角度去理解語言的優勢和局限。尤其是在講到內存管理和並發編程的部分，簡直是醍醐灌頂，之前一些似懂非懂的概念瞬間變得明朗起來。而且，書中穿插的那些高質量的練習題，不僅考察瞭對基礎知識的掌握，更引導我思考如何將所學應用到實際問題中。我發現，這本書並沒有提供現成的“代碼搬運工”式的解決方案，而是鼓勵讀者去思考、去創造，這正是我想從一本“高級”的教程中獲得的。

评分☆☆☆☆☆

作為一名已經步入職場多年的開發者，我深知技術的更新迭代速度之快。然而，萬變不離其宗，底層的原理和核心的思想纔是支撐我們不斷前進的基石。《高級語言程序設計》這本書，正好滿足瞭我對這種“根基”的探求。它並沒有聚焦於某一個具體的、時下熱門的編程語言，而是從更宏觀的角度，探討瞭“高級語言”這個概念本身所蘊含的意義和價值。書中關於程序語言的設計原則、編譯優化策略，以及不同語言之間在錶達能力、效率和易用性上的權衡，都進行瞭深入的剖析。我尤其欣賞書中對“抽象”這一編程核心概念的反復強調和多角度解讀，它讓我意識到，我們每天使用的各種框架和庫，最終都是對更底層機製的封裝和抽象，而理解這些抽象的本質，纔能讓我們在麵對復雜問題時，找到更優雅、更高效的解決方案。這本書，為我提供瞭一個更廣闊的視角，讓我能夠跳齣具體的代碼，去審視整個軟件開發領域。

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作為一名工作瞭五年的軟件工程師，我一直試圖尋找一本能夠幫助我深化對編程語言理解的書籍，而不是僅僅停留在“能用就行”的層麵。市麵上關於某個具體語言的教程浩如煙海，但真正能夠讓我眼前一亮的，能夠觸及到“為什麼這麼設計”、“它在更廣闊的計算機科學體係中扮演著怎樣的角色”這類問題的，卻屈指可數。翻開《高級語言程序設計》，我驚喜地發現，它正是這樣一本能夠滿足我需求的書。書中對於編譯原理、運行機製的闡述，雖然篇幅不多，但卻精準地抓住瞭核心要點，讓我對程序的“幕後運作”有瞭更深的認識。當讀到關於語言抽象層次、類型係統設計，以及不同編程範式（如麵嚮對象、函數式編程）的比較時，我更是深有感觸。這些內容不僅拓寬瞭我的視野，也讓我能夠更理性地去選擇和評估不同的編程語言，並在項目開發中做齣更明智的技術決策。書中還涉及瞭一些性能優化的技巧和策略，雖然我還沒有完全消化，但已經從中獲得不少啓發，相信在實際工作中能夠帶來 tangible 的提升。

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我是一名正在準備研究生入學考試的學生，對於計算機科學的各個領域都需要有紮實的掌握。《高級語言程序設計》這本書，在我復習的過程中起到瞭至關重要的作用。它涵蓋瞭許多計算機科學核心課程中的關鍵概念，比如操作係統原理、編譯原理、計算機體係結構等，並且將這些概念與程序設計的實踐緊密結閤。書中對於程序執行模型、內存模型、並發與並行等內容的講解，邏輯嚴謹，分析透徹，為我理解更復雜的計算機係統打下瞭堅實的基礎。讓我印象深刻的是，書中在介紹某些高級特性時，會追溯其曆史淵源和設計動機，這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，極大地提升瞭我學習的效率和深度。我發現，這本書不僅提供瞭理論知識，更重要的是它培養瞭我一種分析和解決問題的思維模式，這對於應對考試中的綜閤性題目非常有幫助。

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我一直對編程的世界充滿好奇，但初學時常常感到迷茫，不知道從何下手。市麵上有很多入門級的教程，它們通常會教你一些基本的語法和編寫小程序的方法，但對於“為什麼”以及“更深層次的原理”卻很少涉及。直到我偶然發現瞭《高級語言程序設計》，我的學習思路纔豁然開朗。這本書就像一位經驗豐富、循循善誘的老師，它並沒有直接給我一大堆代碼示例，而是首先建立起對編程本質的理解。它從計算機底層的工作方式講起，然後逐步引申到高級語言的抽象能力，以及如何通過語言來錶達復雜的計算邏輯。書中對算法和數據結構的學習方法也有獨到的見解，它不是簡單地讓你記住算法的實現，而是教會你如何分析問題的復雜性，並選擇最適閤的算法和數據結構。我特彆喜歡書中那種“由淺入深、由錶及裏”的講解方式，它讓我覺得編程不再是枯燥的符號堆砌，而是一門充滿智慧和創造力的藝術。

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