Computer Science: A Structured Programming Approach Using C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Forouzan, Behrouz A.; Gilberg, Richard

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页数:881

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价格:0

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isbn号码:9780534952075

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• Programming
• Computer Science
• C++
• Programming
• Structured Programming
• Data Structures
• Algorithms
• Problem Solving
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• Textbook
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• Fundamentals

《数据结构与算法：C++实现与解析》 本书深入探讨了计算机科学的核心领域——数据结构与算法，并以C++作为实现和讲解的语言。全书力求在理论深度与实践应用之间取得平衡，旨在为读者构建坚实的基础，并培养解决复杂计算问题的能力。 核心内容概览： 全书结构严谨，由浅入深，共分为四个主要部分： 第一部分：基础数据结构 本部分聚焦于计算机科学中最基本、最常用的数据结构。我们将从线性结构开始，详细介绍： 数组 (Arrays)： 深入分析静态数组和动态数组的内存管理、访问效率以及在不同场景下的应用。我们会探讨多维数组的表示方法和操作技巧。 链表 (Linked Lists)： 详细讲解单向链表、双向链表和循环链表的结构特性、插入、删除、查找等基本操作的实现。我们还会分析链表相对于数组在某些操作上的优势和劣势。 栈 (Stacks)： 介绍栈的“后进先出”（LIFO）特性，并演示其在函数调用、表达式求值、括号匹配等实际问题中的应用。我们将实现基于数组和链表的栈。 队列 (Queues)： 讲解队列的“先进先出”（FIFO）特性，并展示其在任务调度、广度优先搜索等场景的应用。同样，本书将提供基于数组和链表的队列实现。 第二部分：高级数据结构 在掌握了基础数据结构后，本书将逐步引入更复杂、更强大的数据结构，以应对更广泛的问题： 树 (Trees)： 二叉树 (Binary Trees)： 详细阐述二叉树的基本概念、遍历方法（前序、中序、后序）以及递归和迭代的实现。 二叉搜索树 (Binary Search Trees, BST)： 重点讲解 BST 的特性、插入、删除、查找操作的算法和时间复杂度。我们会分析 BST 在某些情况下可能出现的退化问题。 平衡二叉搜索树 (Balanced Binary Search Trees)： 介绍 AVL 树和红黑树的概念，分析它们如何通过旋转等操作来维护树的平衡，从而保证查找、插入、删除操作的对数级时间复杂度。 堆 (Heaps)： 讲解最大堆和最小堆的结构，以及堆排序的实现。我们还将探讨优先队列（Priority Queue）的实现，它通常基于堆。 B 树与 B+ 树 (B-Trees and B+ Trees)： 简要介绍这些在数据库和文件系统中广泛应用的多路搜索树，理解其空间局部性优势。 图 (Graphs)： 图的表示： 详细讲解邻接矩阵和邻接表两种表示方法，分析各自的优缺点及适用场景。 图的遍历： 深入讲解深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）算法，并分析其在连通性判断、路径查找等问题中的应用。 最短路径算法： 介绍 Dijkstra 算法（单源最短路径）和 Floyd-Warshall 算法（所有顶点对最短路径）。 最小生成树算法： 讲解 Prim 算法和 Kruskal 算法，理解如何构建包含所有顶点的最小权值生成树。 哈希表 (Hash Tables)： 深入讲解哈希函数的设计原则、冲突解决方法（链地址法、开放寻址法）以及哈希表在快速查找、插入和删除方面的性能优势。 第三部分：核心算法设计与分析 本部分将侧重于算法的设计范式和分析方法，使读者能够系统地解决问题： 排序算法 (Sorting Algorithms)： 基础排序： 详细实现并分析冒泡排序、选择排序、插入排序。 高效排序： 深入讲解归并排序、快速排序，分析它们的递归结构和时间复杂度，并讨论优化策略。 线性时间排序： 介绍计数排序、桶排序、基数排序等适用于特定数据范围的排序算法。 查找算法 (Searching Algorithms)： 顺序查找： 折半查找（二分查找）： 重点分析二分查找的效率和适用条件。 递归与分治 (Recursion and Divide and Conquer)： 深入理解递归的思想，并通过实例（如斐波那契数列、汉诺塔）展示其优雅与力量。讲解分治策略如何将复杂问题分解为更小的子问题。 动态规划 (Dynamic Programming)： 介绍动态规划的核心思想（重叠子问题、最优子结构），并通过经典案例（如背包问题、最长公共子序列）演示如何构建状态转移方程和求解最优解。 贪心算法 (Greedy Algorithms)： 讲解贪心选择性质，并通过实例（如活动选择问题、霍夫曼编码）展示其应用。 回溯法 (Backtracking)： 介绍回溯法的基本思想，并通过 N 皇后问题、数独求解等典型问题展示其搜索解空间的策略。 第四部分：算法分析与实践 本部分将提升读者对算法的理解深度，并提供实践指导： 算法复杂度分析： 详细介绍大 O 符号、大 Ω 符号、大 Θ 符号，以及如何分析时间复杂度和空间复杂度。重点讲解不同数据结构和算法的复杂度等级。 算法效率的权衡： 讨论在实际应用中，如何根据问题的特点和资源限制，在时间效率、空间效率和实现复杂度之间做出权衡。 C++ STL 中的数据结构与算法： 介绍 C++ 标准模板库（STL）提供的常用容器（如 `vector`, `list`, `set`, `map`）和算法（如 `sort`, `find`），展示如何利用 STL 高效地实现数据结构和算法。 实际问题求解示例： 通过一系列贴近实际的编程挑战，引导读者将所学知识应用于解决具体问题，例如字符串匹配、路径搜索、文本处理等。 本书的特色： C++ 语言的深度融合： 所有数据结构和算法的实现都严格遵循 C++ 的语法和最佳实践，帮助读者理解如何在 C++ 环境下进行高效的编程。 清晰的代码实现： 提供高质量、注释详尽的 C++ 代码示例，便于读者理解算法的逻辑和实现细节。 理论与实践并重： 在讲解算法原理的同时，注重其在实际应用中的价值，并通过具体案例加深理解。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到高级主题，层层递进，确保读者能够扎实地掌握每个知识点。 注重分析能力培养： 强调算法的效率分析，培养读者评估和选择合适算法的能力。 通过学习本书，读者将不仅能够理解各种经典数据结构和算法的原理，更能够掌握如何运用 C++ 语言将这些概念转化为实际的、高效的解决方案，为进一步深入计算机科学的学习和研究打下坚实的基础。

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