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出版者:

作者:梁

出品人:

页数:643

译者:

出版时间:2008-5

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787111239963

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 程序设计
• 编程
• 计算机科学
• 算法
• 数据结构
• 面向对象
• 软件开发
• 教材
• 入门
• 学习

《数据结构与算法导论》 内容提要 本书深入浅出地剖析了计算机科学领域的核心基石——数据结构与算法。全书结构严谨，内容涵盖了从基础线性结构到复杂非线性结构的全面体系，并对主流排序、搜索及图论算法进行了详尽的阐述与分析。本书旨在帮助读者构建坚实的理论基础，培养高效解决实际问题的能力。 第一部分：基础回顾与分析工具 本部分首先为读者打下坚实的数学与计算基础。我们将回顾离散数学中的集合论、逻辑推理以及数列基础，为后续复杂结构的分析做准备。 1.1 计算模型与性能分析 本章详细介绍了算法效率的衡量标准，即时间复杂度和空间复杂度。我们采用大O、$Omega$ 和 $Theta$ 记号来精确描述算法在最坏、最好和平均情况下的性能。重点分析了递归关系式（如主定理）的求解方法，这是分析分治算法效率的关键工具。 1.2 基本数据结构回顾 简要复习了数组、链表（单向、双向和循环链表）的内部实现机制及其基本操作的性能特点。我们强调了动态数组与静态数组在内存分配和操作效率上的权衡。 第二部分：线性数据结构的高级应用 本部分专注于具有明确先后顺序的数据结构，并探讨其在内存管理和特定计算任务中的高级应用。 2.1 栈 (Stack) 深入探讨了栈的“后进先出”（LIFO）特性。除了标准的数组和链表实现外，本书重点分析了栈在函数调用机制、表达式求值（中缀转后缀/前缀）、递归的迭代化模拟中的实际应用。 2.2 队列 (Queue) 详述了队列的“先进先出”（FIFO）特性。内容包括循环队列的实现，用以解决数组实现中的“假溢出”问题。重点讲解了队列在广度优先搜索（BFS）中的核心作用，以及在操作系统中任务调度的模拟。 2.3 数组与广义表 本章超越了简单的线性数组，探讨了多维数组在内存中的存储布局（行主序与列主序）。引入了广义表（General List）的概念，展示如何用嵌套的列表结构来表示复杂层次关系。 第三部分：非线性数据结构：树结构 树是处理层次关系数据的核心工具。本部分系统地介绍了各类树结构，从基础的二叉树到高效的平衡搜索树。 3.1 二叉树与遍历 详细定义了二叉树的结构特性，并深入讲解了前序、中序、后序遍历的递归与非递归实现。特殊树型如满二叉树、完全二叉树和线索二叉树的构建与应用也进行了剖析。 3.2 树的存储与应用 讨论了树在数组（如完全二叉树的存储）和链表（如二叉链表）中的不同存储方式。重点介绍了用于构建堆（Heap）的二叉树结构，以及堆在优先队列实现中的高效性。 3.3 搜索树：BST 与平衡机制 核心内容围绕二叉搜索树（BST）展开，分析其在平均情况下的 $O(log n)$ 查找性能。随后，为解决 BST 在极端数据输入下的 $O(n)$ 退化问题，本书全面介绍了自平衡树的概念。 AVL 树： 详细解析了单旋与双旋操作，确保树的高度始终保持最小化。 红黑树 (Red-Black Tree)： 引入了色彩属性和五大平衡维护性质，展示了其在标准库实现（如 C++ STL 的 `std::map` 和 `std::set`）中的重要地位。 3.4 B 树与 B+ 树 针对外部存储（磁盘 I/O）的特点，本章专门讲解了多路平衡搜索树——B 树及其变体 B+ 树。深入分析了它们在数据库索引系统中的设计原理和性能优势，强调了减少磁盘寻道次数的重要性。 第四部分：高级数据结构与抽象 本部分介绍了一些实现特定功能的高级抽象结构。 4.1 堆 (Heap) 与优先队列 将堆作为一种特殊的完全二叉树进行深入研究。内容包括最大堆和最小堆的构建（Heapify过程），以及如何利用堆来实现高效的优先队列。 4.2 散列表 (Hash Table) 详细阐述了散列函数的原理，包括除法、乘法和平方散列法。重点分析了冲突解决策略：链地址法（Separate Chaining）和开放寻址法（Linear Probing, Quadratic Probing, Double Hashing），并讨论了装填因子对性能的影响。 4.3 树与图的统一：Trie 树（前缀树） 本章介绍了 Trie 树在字符串集合快速查找、前缀匹配和字典自动补全中的独特优势，并与基于比较的搜索树进行了性能对比。 第五部分：图论基础与算法 图论是解决网络、路径规划和依赖关系问题的基础。本部分构建了图的抽象模型，并介绍了核心的遍历与搜索算法。 5.1 图的表示与遍历 讲解了图的两种主要存储方式：邻接矩阵和邻接表，并根据实际应用场景分析了各自的适用性。深入剖析了图的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）算法，以及它们在连通性检测中的应用。 5.2 最短路径算法 本章是图算法的核心。 单源最短路径： 详细推导了 Dijkstra 算法（适用于非负权图）的原理和实现，以及 Bellman-Ford 算法（可处理负权边）的松弛操作。 多源最短路径： 介绍了 Floyd-Warshall 算法，用于计算所有节点对之间的最短路径，并分析了其基于动态规划的思想。 5.3 最小生成树 (MST) 专注于解决连通图中，用最小总权重的边连接所有顶点的子问题。全面讲解了两种经典的贪心算法：Prim 算法和 Kruskal 算法，并比较了它们在不同图结构上的效率。 第六部分：算法设计范式 本部分将理论知识转化为系统性的问题解决策略。 6.1 递归与回溯法 系统梳理了递归设计的思维方式。重点在于回溯法（Backtracking），通过构建解空间树，用于解决组合优化问题，如 N 皇后问题、迷宫求解等。 6.2 贪心算法 (Greedy Algorithm) 阐释了贪心选择性质和最优子结构。通过活动安排问题、霍夫曼编码等经典案例，说明何时贪心策略能保证全局最优解。 6.3 动态规划 (Dynamic Programming, DP) DP 是处理具有重叠子问题和最优子结构问题的强大工具。本章详细讲解了 DP 的核心步骤：状态定义、状态转移方程的建立，以及自底向上（Tabulation）和自顶向下（Memoization）的实现方式。经典案例包括背包问题（0/1 和完全背包）、最长公共子序列等。 总结 本书的知识体系是相互关联的。读者在掌握了高效的数据组织方式后，将能更有效地选择和设计算法。通过大量的实例和性能分析，本书为有志于深入计算机系统、软件工程或算法竞赛的读者提供了一份全面且实用的参考手册。 ---

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老实讲，这本书的阅读体验是具有一定挑战性的，它绝非那种可以边喝咖啡边轻松翻阅的读物，它需要你投入全部的注意力，甚至需要你准备好配套的编译器和调试器随时进行实践验证。在讨论模板特化和 SFINAE 原理的章节，我足足花了两个周末才勉强跟上作者的思路，但一旦成功“打通”任督二脉，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。书中对泛型编程的论述深度远超我以往接触的任何资料，它不仅展示了如何写出泛型代码，更揭示了泛型代码在编译期是如何被处理和实例化的过程。这种对“幕后”机制的揭示，让我对 C++ 的理解从“使用者”提升到了“理解其原理”的层面。整本书的行文风格虽然严谨，但字里行间流露出的那种对计算机科学的热忱和对代码质量的苛求，极大地感染了我，它成功激发了我去追求更高质量、更健壮的软件实现，这本书带来的价值，是无法用简单的“学会一门技术”来衡量的。

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与其他一些偏向于快速入门或纯粹工具手册类的书籍不同，这本“巨著”给我最大的感受是其内容的“厚重感”。它似乎在尝试覆盖 C++ 语言的每一个重要层面，从底层内存管理到高层设计模式，无一遗漏。我特别欣赏作者在讲解运算符重载时，不仅给出了如何实现的示例，还深入讨论了为什么某些运算符不应该被重载，这体现出一种强烈的“代码伦理”意识。书中的练习题设计得非常巧妙，它们往往不是那种简单的“计算斐波那契数列”的题型，而是需要你结合前面学到的类、模板和异常处理机制，去构建一个小型框架的实际问题。完成这些练习后，我感觉自己不仅仅是学会了 C++ 的语法，而是真正开始学会如何“思考”C++ 程序，如何用 C++ 的语言去驾驭复杂问题。对于那些渴望深入底层、追求极致性能的读者来说，这本书无疑是一份极其宝贵的参考资料，它就像一本详尽的“宪法”，规定了这门语言的运行规则和边界。

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我通常对技术书籍的“哲学思辨”部分不太感冒，总觉得那是作者故作高深，但这本书中的前言和结论部分却给我留下了深刻的印象。作者将 C++ 定位为一种“能适应万物”的语言，并探讨了它在嵌入式、高性能计算和通用软件开发中的不同角色定位。这种宏观的视野，让我不再将 C++ 视为一堆生硬的代码规则，而是将其理解为一套灵活的、可塑性极强的工具箱。书中有不少篇幅专门用于对比 C++ 与其他语言（如 Java 或 Rust）在特定场景下的优劣，这种坦诚且客观的分析，极大地拓宽了我的技术视野，帮助我更理性地进行技术选型。我发现，很多我过去在项目中遇到的“模糊地带”——比如何时该用组合而非继承，何时应该选择值语义而非引用语义——都在书中找到了清晰的、有理有据的论证。这本书的知识体系非常完整，它像一张精密绘制的地图，清晰地标示出 C++ 知识领域的每一个重要地标。

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这本书的封面设计简约大气，黑白灰的配色中透出一股严谨的气息，正合我心意。翻开扉页，扑面而来的是对编程哲学的深刻阐述，作者似乎并不满足于仅仅传授语法和技巧，更着重于培养一种面向对象思维的“内功”。阅读过程中，我尤其欣赏作者对于数据结构和算法的讲解方式。它们并非孤立地存在于书中的某个章节，而是巧妙地融入到 C++ 的特性讲解之中，比如在讨论模板元编程时，自然而然地引出了如何用它来优化特定场景下的性能瓶颈。每当遇到复杂的概念，作者总能用生动的比喻或者贴近实际工程的案例来辅助理解，比如他将 RAII 机制比作是资源管理的“保险丝”，让人茅塞顿开。我感觉作者是一位深谙 C++ 语言精髓，又极具教学热情的匠人，他用近乎偏执的严谨态度，为我们构建了一个坚实可靠的编程基石。这本书的排版也十分考究，代码块的缩进和高亮处理得当，即便是面对大段的示例代码，眼睛也不会感到疲劳，这对于需要长时间阅读技术书籍的我来说，无疑是一个巨大的加分项。

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我是在尝试从 C 语言转向更现代、更强大的 C++ 体系时接触到这本“宝典”的。坦白说，初学 C++ 很容易迷失在各种复杂的特性和关键字的海洋中，但这本书的章节逻辑组织得极其清晰，仿佛有一位经验丰富的大师在身边，循序渐进地引导你走出迷雾。它没有一上来就堆砌 STL 的复杂容器，而是先花大量篇幅去剖析面向对象的三大支柱——封装、继承和多态，并用极其细致的图示来展示虚函数表的工作原理，这部分内容我反复研读了三遍，才真正理解了其背后的内存布局奥秘。最让我惊喜的是，书中对于 C++11/14/17 等新标准的特性讲解，完全是站在现代软件工程的角度出发，而非仅仅是“追赶潮流”。它会明确告诉你，在什么情况下使用 `std::move` 而不是简单的拷贝，这种对性能和语义的精准把握，极大地提升了我代码的“地气”。这本书的深度，足以让一个有一定基础的开发者受益匪浅，它提供的不仅仅是知识点，更是一种规范和审美。

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英文原版的。在杭州图书大厦买的，写的很基础，开始是C语言基本语法，然后是C++面向对象方法，最后是数据结构的知识。

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英文原版的。在杭州图书大厦买的，写的很基础，开始是C语言基本语法，然后是C++面向对象方法，最后是数据结构的知识。

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