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頁數:250

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出版時間:2010-3

價格:28.00元

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isbn號碼:9787302215691

叢書系列:

圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 教程
• 入門
• 編程
• 計算機
• 教材
• 學習
• 基礎
• 算法

《數據結構與算法精講：從基礎到應用》 本書旨在為計算機科學與技術、軟件工程、信息安全等相關專業的學生和工程技術人員提供一本全麵、深入且實用的數據結構與算法學習指南。 在信息技術飛速發展的今天，數據結構與算法作為計算機科學的基石，其重要性不言而喻。它們不僅是理解復雜係統工作原理的關鍵，更是編寫高效、可擴展軟件的核心能力。本書力求在理論深度與工程實踐之間架起一座堅實的橋梁。 第一部分：基礎夯實——數據結構的基石（約 400 字） 本部分聚焦於數據結構的基礎概念、抽象數據類型（ADT）的定義，以及實現這些結構所必需的底層操作。我們摒棄瞭純理論的枯燥敘述，轉而采用直觀的圖示和詳實的僞代碼來闡述概念。 第一章：數組與鏈錶：綫性結構的兩種形態 詳細探討瞭靜態數組和動態數組在內存中的布局與訪問效率。重點分析瞭單鏈錶、雙嚮鏈錶和循環鏈錶的構建、插入、刪除操作的時間復雜度。特彆對比瞭鏈錶在解決動態內存分配問題上的優勢與局限性。我們引入瞭“哨兵節點”的概念，用以簡化邊界條件的判斷，提升代碼健壯性。 第二章：棧與隊列：受限訪問的藝術 闡述瞭棧（LIFO）和隊列（FIFO）作為操作係統的核心抽象，如何應用於函數調用棧管理、錶達式求值（如逆波蘭錶示法）和任務調度。通過使用數組和鏈錶兩種方式實現棧和隊列，深入分析瞭各自的性能特徵。 第三章：串（字符串）的錶示與操作 超越基礎的字符數組，本書詳述瞭高效的字符串匹配算法的預備知識，包括字符串的KMP算法中的“部分匹配錶”的構建原理。討論瞭多字節字符編碼（如UTF-8）對內存布局的影響。 第四章：稀疏矩陣與多維數組的優化存儲 針對實際工程中常見的內存浪費問題，我們詳細介紹瞭行主序和列主序存儲方式，並重點講解瞭三元組錶和十字鏈錶在壓縮存儲稀疏矩陣中的應用，展示如何將$O(N^2)$的存儲空間優化到$O(k)$（$k$為非零元素個數）。 第二部分：高級結構與抽象——樹與圖的遍曆（約 550 字） 本部分進入非綫性數據結構的殿堂，這是算法效率提升的關鍵所在。我們將側重於平衡性維護和路徑搜索。 第五章：樹結構：分層數據的管理 深入剖析瞭二叉樹的結構特性，並詳細講解瞭前序、中序、後序遍曆的遞歸與非遞歸（利用棧）實現。核心章節在於二叉查找樹（BST）的平衡問題。我們引入瞭AVL樹和紅黑樹（Red-Black Tree）的鏇轉操作（左鏇、右鏇）與顔色調整規則，解釋它們如何保證$O(log n)$的最壞情況時間復雜度。此外，還包括堆（Heap）結構——特彆是二叉最大/最小堆，及其在構建優先隊列和堆排序中的應用。 第六章：散列錶（哈希錶）：期望的常數時間 散列錶是現代編程中不可或缺的部分。我們不僅講解瞭哈希函數的設計原則（均勻性、無碰撞性），還係統比較瞭鏈式地址法和開放定址法（綫性探測、二次探測、雙重散列）的優缺點。重點分析瞭裝載因子對性能的影響，並探討瞭如何通過動態重建錶來維持高效性能。 第七章：圖論基礎與錶示方法 圖結構是描述復雜關係的利器。我們詳細對比瞭鄰接矩陣、鄰接錶和十字鏈錶在存儲不同密度圖時的空間復雜度和操作效率。隨後，係統闡述瞭圖的兩種基本遍曆算法：廣度優先搜索（BFS）和深度優先搜索（DFS），並展示它們在連通性判斷和拓撲排序中的應用。 第八章：圖的最短路徑與最小生成樹 本章聚焦於圖算法的核心應用。Dijkstra算法（單源最短路徑）和Bellman-Ford算法（處理負權邊）的原理、實現和適用場景被詳細分解。對於無權圖或所有邊權相同的圖，我們展示瞭BFS的簡潔解法。接著，深入講解瞭Prim算法和Kruskal算法，如何利用貪心策略構建最小生成樹（MST），並分析瞭它們與並查集（Disjoint Set Union, DSU）結構的結閤應用。 第三部分：算法設計與分析——效率的終極追求（約 500 字） 本部分從算法設計範式齣發，教授讀者如何係統地解決復雜問題，並掌握分析和比較算法的數學工具。 第九章：算法分析的數學工具 嚴格定義瞭漸進時間復雜度（$O, Omega, Theta$）的含義。詳細介紹瞭主定理（Master Theorem）在求解分治算法遞推關係式中的應用，這是分析歸並排序和快速排序效率的關鍵。同時，強調瞭最壞情況、最好情況和平均情況分析的區彆。 第十章：經典排序算法的深度剖析 不僅實現瞭冒泡、插入、選擇排序，更著重分析瞭快速排序（樞軸選擇策略與分區優化）、歸並排序（穩定性保證）和堆排序（基於堆結構）的性能。詳細討論瞭如何通過優化快速排序的樞軸選擇（如三數取中法）來避免最壞情況的發生。 第十一章：設計範式 I：分治法與貪心算法 分治法案例包括漢諾塔問題和Strassen矩陣乘法（作為復雜度優化的演示）。貪心算法部分，我們使用活動選擇問題、霍夫曼編碼（Huffman Coding）來展示貪心選擇性質的判斷標準，並討論瞭貪心策略的局限性——即貪心選擇不一定能導嚮全局最優解。 第十二章：設計範式 II：動態規劃與迴溯法 動態規劃（DP）是解決重疊子問題和最優子結構問題的利器。通過最長公共子序列（LCS）、背包問題（0/1 Knapsack）的二維DP錶格推導，教會讀者如何定義狀態轉移方程。迴溯法則通過八皇後問題和迷宮尋路等實例，展示如何係統地搜索解空間，並利用剪枝技術提高效率。 附錄：高級主題選講 簡要介紹瞭NP完全性問題的概念，以及如何利用拓撲排序解決依賴關係問題，為讀者後續深入學習算法提供方嚮指引。 --- 本書特色： 工程導嚮： 所有核心數據結構均提供C++模闆類實現參考，強調內存管理和性能考量。 嚴謹的復雜度分析： 每種操作和算法均附帶詳盡的最優、最壞和平均時間/空間復雜度分析。 圖示豐富： 采用大量的流程圖和內存模型圖，幫助讀者直觀理解復雜結構的操作過程。 麵嚮應用： 每章末尾設置“應用案例”模塊，將抽象概念與實際的緩存管理、數據庫索引、網絡路由等場景聯係起來。

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這本書的語言風格帶著一種獨特的嚴謹和幽默感並存的魅力，讓人在學習的枯燥中也能找到樂趣。作者的文字功底非常紮實，不像某些教材那樣乾巴巴地陳述事實，而是像一位經驗豐富的導師在和你麵對麵交流。他總能在關鍵時刻插入一些過來人的“小竅門”或者對曆史背景的簡短介紹，這使得學習過程不再是單嚮的灌輸，而更像是一場有趣的對話。尤其是一些邊界條件的討論，作者處理得非常到位，既沒有迴避C語言的“怪癖”，又用一種輕鬆的語氣引導我們去理解它們背後的邏輯。讀完這本書，我不僅掌握瞭C語言的知識，還體會到瞭一種對待編程應有的嚴謹態度和探索精神，這種軟性的收獲，比單純記住幾個語法點要寶貴得多。

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我是一個追求極緻代碼效率的動手派讀者，這本書在實戰應用方麵的體現讓我眼前一亮。它並沒有沉溺於理論的空泛討論，而是非常注重“如何用C語言解決實際問題”。書中大量的實操案例，比如簡單的係統工具開發、小型文件處理程序等，都展示瞭C語言的強大性能和底層控製力。更重要的是，作者在給齣解決方案的同時，還會對代碼的性能進行分析和優化建議，這對於培養我的工程思維至關重要。我尤其喜歡書中關於內存管理的章節，講解得非常透徹，讓我明白瞭為什麼在C語言中需要手動管理內存，以及如何避免常見的內存泄漏問題。這本書真正做到瞭“授人以漁”，教會我如何寫齣不僅能跑，而且跑得高效、健壯的代碼。

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這本書的講解真是深入淺齣，對於初學者來說簡直是一股清流。我記得我剛接觸編程時，麵對那些密密麻麻的代碼和晦澀難懂的語法規則，簡直一頭霧水。但是翻開這本書，那種感覺立刻煙消雲散瞭。作者似乎有一種魔力，能把最復雜的概念用最直觀的方式呈現齣來。比如，在講解指針的時候，我原本以為會是一場噩夢，結果作者通過生動的比喻和圖示，讓我瞬間領悟瞭指針的精髓。書中的每一個例子都經過精心設計，既貼閤實際應用場景，又能夠充分展示C語言的核心特性。讀完前幾章，我感覺自己已經不再是那個對編程一無所知的小白瞭，而是有瞭一個堅實的起點，可以自信地邁嚮更深層次的學習。這本書不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維方式的啓濛，讓我學會瞭如何像程序員一樣去思考問題。

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這本書的編排結構邏輯性極強，簡直是為自學而生的寶典。我特彆欣賞作者在章節之間的過渡處理，銜接得非常自然流暢，讓你感覺每學完一章，知識體係都在穩步地嚮上搭建。它不像有些教材那樣，章節之間像是孤立的知識點堆砌，讀起來斷斷續續，讓人難以形成整體概念。這本書的“遞進式學習”設計非常巧妙，從基礎語法到數據結構，再到文件操作，每一步都踩在你的能力提升點上。而且，作者在講解復雜邏輯時，總是會先給齣一個宏觀的概述，然後再深入細節剖析，這種“先見林後見木”的策略，極大地減輕瞭我的認知負擔。對於那些希望通過自學掌握C語言的讀者來說，這本書無疑是最佳的“領航員”，它為你規劃好瞭清晰的路徑，讓你少走瞭很多彎路。

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從排版和可讀性的角度來看，這本書絕對是業界良心之作。現在的技術書籍，很多都因為排版粗糙、圖錶模糊而大打摺扣，但這本書完全沒有這個問題。無論是代碼塊的樣式，還是關鍵概念的突齣顯示，都處理得恰到好處，眼睛看起來非常舒服，長時間閱讀也不會感到疲勞。那些用來解釋復雜算法或數據結構的插圖，繪製得清晰明瞭，即便是那些需要空間想象力的概念，通過這些圖示也能迅速捕捉到核心。這說明作者和齣版方在細節上投入瞭大量的精力，深知閱讀體驗對學習效果的影響。一本好書，不僅內容要好，外在的呈現同樣重要，這本書在這方麵無疑是做到瞭極緻，讓人愛不釋手，願意一頁一頁地讀下去。

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