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出版者:

作者:陆昌辉

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:2008-5

价格:55.00元

装帧:

isbn号码:9787121063930

丛书系列:

图书标签:

• java
• Java
• 程序设计
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• 软件开发
• 代码示例
• 学习资料
• 计算机科学
• JavaSE

书籍简介：数据结构与算法（第3版） —— 深入理解计算机科学的基石，构建高效、健壮的软件系统 --- 引言： 算法之光，编程之魂 在当今快速发展的软件世界中，代码的优雅和效率决定了产品的生命力。我们常常沉醉于高级框架和最新技术的光芒，却忽略了支撑这一切的根本力量——数据结构与算法。本书《数据结构与算法（第3版）》正是为了弥补这一认知鸿沟而诞生的重量级著作。它不仅仅是一本理论教材，更是一本实战手册，旨在帮助读者从底层逻辑出发，理解计算机如何高效地存储、组织和处理信息，从而驾驭复杂问题的解决之道。 本版在继承前两版广受好评的清晰性、严谨性和实践性的基础上，进行了全面的更新与深化，以适应当前计算环境（如大数据、多核并行处理）对算法效率的更高要求。我们摒弃了晦涩的数学推导和脱离实际的理论堆砌，转而采用直观的图示、细致的伪代码，以及覆盖主流编程语言的实现示例，确保每一位致力于提升自身编程内功的开发者都能从中受益。 --- 第一部分：基础构建——数据组织与抽象 本部分聚焦于数据在计算机中的基本表示形式及其操作的抽象模型，为后续复杂算法的学习打下坚实的理论基础。 第1章：回顾与准备 本章将快速回顾读者必须掌握的离散数学基础（集合论、计数原理）和基本分析工具（渐近符号 $mathcal{O}, Omega, Theta$）。重点在于教授如何进行精确的时间复杂度和空间复杂度分析，理解“最好、最坏、平均”情况的差异，并引入递归方程的求解方法（主定理）。 第2章：线性数据结构的核心 深入探讨最基础且应用最广泛的线性结构： 数组与动态数组（Vector）：分析底层内存分配与缓存局部性对性能的影响，理解动态扩容的开销平衡。 链表（Singly, Doubly, Circular）：详细对比数组在插入/删除操作上的优劣，并介绍哨兵节点（Sentinel Nodes）在简化边界条件处理中的作用。 栈（Stack）：重点讲解后进先出（LIFO）原理及其在表达式求值、函数调用栈管理中的应用。 队列（Queue）：详述先进先出（FIFO）原理，特别关注循环队列（Circular Queue）的实现技巧，以最大化空间利用率。 第3章：抽象数据类型（ADT）的精炼 本章将对本部分内容进行总结和提炼，强调如何通过封装和接口定义，将数据结构与操作逻辑分离，体现面向对象设计在数据组织中的优势。 --- 第二部分：高效搜索与排序——算法的核心战场 本部分是全书的精华所在，系统阐述了计算机科学中最经典、最实用的搜索与排序算法，并深入分析了它们的性能瓶颈与优化策略。 第4章：基础排序算法与稳定性分析 本章从最直观的比较排序开始：冒泡排序、选择排序、插入排序。重点在于首次引入算法稳定性的概念，并详细分析插入排序在小规模或近乎有序数据上的优越性。 第5章：分治思想的体现——高效比较排序 快速排序（Quick Sort）：深入剖析枢轴（Pivot）选择策略对性能的决定性影响（如随机枢轴、三数取中法），并详细讲解了 Hoare 分区方案与 Lomuto 分区方案的差异与适用场景。 归并排序（Merge Sort）：强调其稳定性和在外部排序中的重要地位，分析递归深度与内存消耗。 第6章：特定场景的优化排序 针对特定类型数据，介绍非比较排序算法，它们能突破 $mathcal{O}(N log N)$ 的理论下界： 计数排序（Counting Sort）：适用于整数范围较小的情况。 基数排序（Radix Sort）：基于位（Digit）的排序方法，是处理大数据集中整数或固定长度字符串的首选。 桶排序（Bucket Sort）：当数据均匀分布时，实现接近 $mathcal{O}(N)$ 的性能。 第7章：搜索技术精要 线性搜索与二分搜索（Binary Search）：详细分析二分搜索的正确边界处理（左闭右闭、左闭右开），并讨论其在旋转排序数组中的变体应用。 插值查找与斐波那契查找：作为二分搜索的进阶，在数据分布特定的情况下，探索更快的查找方法。 --- 第三部分：非线性结构——关系与层次的建模 本部分将目光转向更复杂的现实问题建模，重点介绍如何使用树形和图结构来表示实体间的复杂关系。 第8章：树结构原理与应用 树的基本概念与遍历：前序、中序、后序遍历的递归与非递归实现。 二叉搜索树（BST）：实现高效的查找、插入、删除，并分析其在最坏情况（退化为链表）下的性能问题。 平衡二叉树的艺术：详细介绍AVL 树和红黑树（Red-Black Tree）的核心旋转机制，理解它们如何通过局部调整来维持全局的对数复杂度。这是理解高性能索引（如数据库和文件系统）的关键。 B 树与 B+ 树：特别关注它们在磁盘 I/O 优化中的作用，是理解现代数据库索引机制的必经之路。 第9章：堆结构与优先队列 堆（Heap）：理解其作为“部分有序”结构的应用。重点讲解二叉堆的构建、插入和删除操作，分析其 $mathcal{O}(log N)$ 的特性。 优先队列（Priority Queue）：展示如何利用堆实现优先队列，并在Dijkstra 算法、K 路径问题中的关键作用。 第10章：图论基础——关系的终极建模 图结构是表示网络、依赖关系、路径规划的最通用工具。 图的表示：邻接矩阵与邻接表，分析空间复杂度和遍历效率的权衡。 基础遍历：深度优先搜索（DFS）与广度优先搜索（BFS），及其在拓扑排序和连通分量查找中的应用。 最小生成树（MST）：深入剖析 Prim 算法和Kruskal 算法，重点讲解它们如何利用贪心策略在加权图中找到最优子结构。 最短路径问题：讲解 Dijkstra 算法（非负权边）和 Bellman-Ford 算法（处理负权边与负权环检测）。 --- 第四部分：高级技术与算法范式 本部分扩展到解决更宏大或更精妙问题的核心算法设计范式。 第11章：动态规划（Dynamic Programming, DP） 动态规划是解决重叠子问题和最优子结构问题的利器。本章通过经典的背包问题（0/1, 完全背包）、最长公共子序列、矩阵链乘法等案例，系统地教授“状态定义、状态转移方程、边界条件”三要素的构建过程。强调自底向上（迭代）和自顶向下（带备忘录递归）的实现对比。 第12章：贪心算法（Greedy Algorithms） 探讨贪心策略适用的场景。通过霍夫曼编码、区间调度问题等实例，清晰界定贪心选择性质和最优子结构性质，避免将不适用贪心策略的问题错误地用贪心求解。 第13章：散列表（Hash Tables）与冲突解决 散列表提供了平均 $mathcal{O}(1)$ 的查找效率。本章详述： 哈希函数的设计原则：如何设计均匀的哈希函数。 冲突解决机制：链式法（Separate Chaining）与开放寻址法（Open Addressing，包括线性探查、二次探查和双重哈希）。 装载因子与性能退化：何时需要自动重哈希（Rehashing）。 --- 结语：从实现到优化 《数据结构与算法（第3版）》的最终目标，是让读者不仅知道“如何实现”这些结构和算法，更要理解“为何选择”它们。在每一个关键章节，我们都融入了对实际硬件性能、内存访问模式、并行化潜力的考量，使读者能够针对具体应用场景，设计出真正高效、面向未来的软件系统。本书是每一位有志于成为资深工程师或算法研究人员的必备参考书。

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老实说，我一开始对“实用案例教程”这种标题持保留态度的，总担心内容会为了凑数量而堆砌一些不痛不痒的Demo。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它的案例设计非常巧妙，每一个案例都不是孤立存在的，而是层层递进，共同构建了一个宏大的知识体系。例如，在讲解ORM框架的应用时，它没有直接给出配置文件的死板说明，而是通过一个循序渐进的CRUD项目，带着读者一步步体验从原生JDBC到使用第三方框架的效率提升过程。这种“带着镣铐跳舞”式的教学方法，极大地提高了学习的参与感和成就感。而且，书中对错误处理和代码健壮性的强调也值得称赞，它教会我们写出“能跑起来”的代码固然重要，但更重要的是写出“能长期维护”的代码。这种对工程化思维的培养，远比单纯的技术点罗列要珍贵得多。

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初次接触这本书时，我有些担心它是否会过于偏重某一特定领域，比如Web开发或者桌面应用。但阅读下来，我发现它在广度上做得非常出色。从基础的数据结构实现、文件I/O操作，到网络通信的NIO实践，再到设计模式在实际代码中的应用，几乎覆盖了企业级应用开发所需的大部分核心技能树。其中关于设计模式的章节，不是简单地罗列GoF的23种模式，而是聚焦于几种最常用且最能体现Java特性（如接口、泛型）的模式，并通过一个持续迭代的项目贯穿讲解，使得模式的引入显得水到渠成，而非生搬硬套。这种由浅入深、由点到面的组织方式，让我在回顾和学习时，能够清晰地看到知识点之间的内在联系，构建起一个完整的知识网络。

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这本教材的深度和广度让人眼前一亮，它不像市面上许多入门书籍那样停留在理论的表面，而是真正深入到了 Java 编程的核心实践层面。作者在讲解每一个概念时，都采用了非常贴近实际开发场景的案例进行佐证，使得原本枯燥的知识点瞬间变得生动起来。特别是关于多线程和并发处理的部分，讲解得极其透彻，从底层的内存模型到上层的并发工具类，逻辑清晰，案例精妙。我记得书中有一个关于构建一个小型分布式缓存系统的例子，将之前学到的网络编程、数据结构和线程池知识点完美融合，让人在实践中真正体会到了“融会贯通”的感觉。对于想要从初级水平迈向中高级开发者的读者来说，这本书无疑是一份宝贵的财富，它提供的不仅仅是代码，更是一种解决复杂问题的思维框架。读完之后，感觉自己在面对实际项目需求时，信心大大增强了。

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这本书的排版和语言风格有一种沉稳老练的工程师气质，非常适合那些已经有一定基础，但希望系统性梳理和查漏补缺的专业人士。它避免了过度口语化或者过于学术化的表达，保持了一种专业而克制的叙事风格。最让我欣赏的一点是，它对JDK新特性的跟进速度非常及时，比如对Stream API的高级用法和Lambda表达式的深入探讨，都结合了大量的性能优化点进行分析。我尤其喜欢其中关于JVM内存模型和垃圾回收机制的章节，作者没有陷入无休止的理论争论，而是直接给出了生产环境中不同GC策略的适用场景和调优思路，非常务实。这本书更像是一本“实战手册”而不是“教科书”，它关注的是“如何用得更好”，而不是“它是什么”。

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这本书的质量很高，但它绝对不是那种可以让你囫囵吞枣快速翻完的读物。它需要你沉下心来，跟着每一个案例亲自敲一遍代码，甚至去修改和扩展作者提供的示例。我发现书中对于“为什么这么做”的解释比“怎么做”的讲解要丰富得多。例如，当引入一个新的API时，作者会详细阐述这个API的设计初衷，它解决了旧有方案的哪些痛点，以及在不同约束条件下的性能表现差异。这种注重“底层逻辑”的讲解方式，极大地提升了我对Java语言特性的理解深度。对于那些渴望真正掌握Java这门语言的精髓，而不是仅仅停留在调用API层面的学习者来说，这本书提供的参照价值是无可替代的。它真正体现了“授人以渔”的教育理念。

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