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出版者:辽宁美术

作者:向玫玫//林强//马杰//薛雅娟//王亚冰

出品人:

页数:127

译者:

出版时间:1970-1

价格:54.00元

装帧:

isbn号码:9787531444428

丛书系列:

图书标签:

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编程思维与高级算法解析 图书名称：编程思维与高级算法解析 图书简介 本书并非一本关于图形界面设计、动画制作或网页前端开发的入门指南，它彻底聚焦于计算机科学的核心——编程思维的构建与复杂算法的深度剖析。我们深信，无论技术栈如何演变，扎实的底层逻辑和高效的解决问题的能力是优秀程序员的基石。《编程思维与高级算法解析》旨在为那些已经掌握基础语法，渴望突破瓶颈，迈向架构师或资深工程师行列的读者提供一条清晰而严谨的学习路径。 本书的篇幅和深度，将完全规避对用户界面（UI）、用户体验（UX）、视觉设计、多媒体集成或特定软件操作（如Flash、Photoshop等）的任何讨论。我们的关注点永远是效率、抽象、证明与优化。 --- 第一部分：编程思维的重塑与抽象能力培养 本部分旨在将读者的思维从“如何实现一个功能”提升到“如何设计一个可扩展、可维护的系统模型”。我们不教授具体语言的API，而是深入探讨领域建模和问题分解的哲学。 第一章：从实例到范式——思维的跃迁 本章首先批判性地分析了初学者常见的“代码堆砌”模式，并引入了抽象思维的四个层次：数据抽象、过程抽象、控制抽象和结构抽象。我们将通过复杂的非线性问题（例如，资源调度问题），演示如何通过抽象层层剥离业务细节，构建出通用的解决方案框架。 1.1 领域驱动设计（DDD）的思维导图：如何从现实世界的复杂关系中提取出领域概念、限界上下文和通用语言。 1.2 状态机与流程的数学建模：探讨如何使用有限自动机（Finite Automata）来精确描述和验证程序运行时的状态转换，而非依赖冗余的条件判断。 1.3 递归思维的深度应用：超越简单的阶乘计算，深入探讨尾递归优化、树形结构的遍历策略，以及如何将复杂迭代过程转化为优雅的递归形式，并讨论递归深度限制与优化技术。 第二章：面向对象设计的深层原则与反模式 我们超越了简单的封装、继承、多态的教科书式定义，重点讨论现代软件工程中对这些原则的深化理解和实践中的陷阱。 2.1 SOLID原则的量化评估：如何量化地衡量一个类是否违反了单一职责原则（SRP），以及如何通过依赖倒置原则（DIP）来设计松耦合的架构层。 2.2 设计模式的哲学内涵：分析创建型、结构型和行为型模式背后的设计意图，强调模式选择并非为了“炫技”，而是为了解决特定的结构性矛盾。重点解析了如解释器模式（Interpreter）在构建领域特定语言（DSL）中的作用。 2.3 反模式分析：集中探讨常见的代码异味（Code Smells），例如“上帝对象”、“雪花类”和“幽灵依赖”，并提供基于类型系统和依赖注入（DI）的重构方案。 --- 第二部分：高级数据结构与效率分析 本部分是本书的核心，致力于剖析计算机科学领域内最高效的数据组织方式，并教授读者如何精确衡量代码的性能边界。 第三章：超越标准容器——高效数据结构的实现与优化 本书不会仅仅罗列标准库中的`List`或`Map`，而是带领读者从零开始构建那些针对特定场景进行了极致优化的数据结构。 3.1 内存布局与缓存友好性：深入讲解CPU缓存的工作原理（L1, L2, L3），并解释为何数组（Array）在遍历性能上通常优于链表（Linked List），即使在复杂度符号相同的场景下。 3.2 树结构的高级变体：详细解析自平衡二叉搜索树（如AVL树、红黑树）的旋转与平衡机制。重点放在B树及其变体（B+树）在磁盘I/O优化中的关键作用，这对于数据库索引设计至关重要。 3.3 散列机制的深度探究：不仅讲解哈希函数，更关注冲突解决策略（开放寻址法与链地址法），并引入Cuckoo Hashing等现代高并发场景下的散列技术。 第四章：算法分析的严谨性与复杂性理论 时间复杂度和空间复杂度是衡量算法优劣的硬性指标。本章要求读者以数学家的严谨态度来分析算法。 4.1 渐近分析的数学基础：复习大O、大Ω、大Θ符号的精确定义，并学习如何处理涉及乘法、除法操作的复杂递归关系的求解（主定理 Master Theorem 的应用）。 4.2 排序算法的实战优化：对比并分析快速排序、堆排序、合并排序的常数因子优化，以及在特定数据分布（如近乎有序）下，内省排序（Introsort）如何结合不同策略以保证性能。 4.3 图论算法的拓扑与流：聚焦于最短路径问题（Dijkstra, Floyd-Warshall）在不同图结构下的适用性，以及最大流/最小割问题（Ford-Fulkerson算法及其优化）在网络流量分配中的应用。 --- 第三部分：前沿计算模型与并行化策略 随着硬件的发展，单线程的优化已达瓶颈，本部分面向未来，探讨如何利用多核、分布式环境来加速计算。 第五章：动态规划的精髓与优化技术 动态规划（DP）是解决重叠子问题和最优子结构问题的利器。本章旨在教授读者识别DP问题的能力，并掌握空间优化技巧。 5.1 状态转移方程的构建艺术：通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，强调定义状态变量（State）和确定转移方程（Transition）的逻辑步骤。 5.2 空间复杂度压降：演示如何通过滚动数组（Rolling Array）等技术，将二维DP的状态空间压缩到最优的O(N)或O(1)空间复杂度。 5.3 树形动态规划（Tree DP）：探讨在树结构上应用DP的特殊技巧，例如如何在合并子树信息时避免重复计算。 第六章：并行计算与并发模型的挑战 本部分探讨如何在多核处理器上安全、高效地执行任务，这是现代高性能计算的必修课。 6.1 线程同步原语的深入解析：不仅仅是Mutex和Semaphore，更深入讲解内存屏障（Memory Barriers）如何保证跨处理器的数据可见性，以及无锁（Lock-Free）编程的基本思想。 6.2 任务并行与数据并行：区分两者的应用场景，并介绍如MapReduce框架背后的算法基础，以及如何设计可组合的并行计算框架。 6.3 性能瓶颈的诊断工具：教授读者如何使用火焰图（Flame Graphs）、性能计数器等专业工具，精确识别程序中的热点代码，避免盲目优化。 总结： 《编程思维与高级算法解析》是一本面向进阶读者的硬核技术书籍，它摒弃了所有关于界面美化和工具使用的浅层内容，专注于提升读者的抽象建模能力、复杂问题求解能力和代码性能分析能力，是构建坚实计算机科学基础的必备之作。

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