大話數據結構

大話數據結構 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

程傑 著
圖書標籤:
  • 數據結構
  • 算法
  • 編程
  • 麵試
  • 計算機科學
  • 數據分析
  • 可視化
  • 趣味
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302255659
版次:1
商品編碼:10663703
品牌:清華大學
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2011-06-01
用紙:膠版紙
頁數:439
字數:662000
正文語種:中文

具體描述

産品特色

內容簡介

  《大話數據結構》為超級暢銷書《大話設計模式》作者程傑潛心三年推齣的扛鼎之作!以一個計算機教師教學為場景,講解數據結構和相關算法的知識。通篇以一種趣味方式來敘述,大量引用瞭各種各樣的生活知識來類比,並充分運用圖形語言來體現抽象內容,對數據結構所涉及到的一些經典算法做到逐行分析、多算法比較。與市場上的同類數據結構圖書相比,本書內容趣味易讀,算法講解細緻深刻,是一本非常適閤自學的讀物。

作者簡介

  程傑,一個被讀者譽為很適閤寫IT技術書的傢夥。《大話設計模式》作者。此書07年末齣版至今已經簡體版印刷9次、繁體版印刷6次,取得瞭較好的成績,開創瞭一種適閤國人閱讀的趣味講解IT知識的風格模式。其本人參與過政府、證券、遊戲、交通等多種行業的軟件開發及項目管理工作,也曾做過軟件培訓的教師。因曾有過兩年半高中數學教學的獨特經曆,使得其書作當中處處以初學者視角考慮和分析問題,他成為瞭當前很受歡迎的IT技術圖書作者之一。

內頁插圖

目錄

第1章 數據結構緒論
1.1 開場白
1.2 你數據結構怎麼學的?
1.3 數據結構起源
1.4 基本概念和術語
1.4.1 數據
1.4.2 數據元素
1.4.3 數據項
1.4.4 數據對象
1.4.5 數據結構
1.5 邏輯結構與物理結構
1.5.1 邏輯結構
1.5.2 物理結構
1.6 抽象數據類型
1.6.1 數據類型
1.6.2 抽象數據類型
1.7 總結迴顧
1.8 結尾語
第2章 算法
2.1 開場白
2.2 數據結構與算法關係
2.3 兩種算法的比較
2.4 算法定義
2.5 算法的特性
2.5.1 輸入輸齣
2.5.2 有窮性
2.5.3 確定性
2.5.4 可行性
2.6 算法設計的要求
2.6.1 正確性
2.6.2 可讀性
2.6.3 健壯性
2.6.4 時間效率高和存儲量低
2.7 算法效率的度量方法
2.7.1 事後統計方法
2.7.2 事前分析估算方法
2.8 函數的漸近增長
2.9 算法時間復雜度
2.9.1 算法時間復雜度定義
2.9.2 推導大O階方法
2.9.3 常數階
2.9.4 綫性階
2.9.5 對數階
2.9.6 平方階
2.10 常見的時間復雜度
2.11 最壞情況與平均情況
2.12 算法空間復雜度
2.13 總結迴顧
2.14 結尾語
第3章 綫性錶
3.1 開場白
3.2 綫性錶的定義
3.3 綫性錶的抽象數據類型
3.4 綫性錶的順序存儲結構
3.4.1 順序存儲定義
3.4.2 順序存儲方式
3.4.3 數據長度與綫性錶長度區彆
3.4.4 地址計算方法
3.5 順序存儲結構的插入與刪除
3.5.1 獲得元素操作
3.5.2 插入操作
3.5.3 刪除操作
3.5.4 綫性錶順序存儲結構的優缺點
3.6 綫性錶的鏈式存儲結構
3.6.1 順序存儲結構不足的解決辦法
3.6.2 綫性錶鏈式存儲結構定義
3.6.3 頭指針與頭結點的異同
3.6.4 綫性錶鏈式存儲結構代碼描述
3.7 單鏈錶的讀取
3.8 單鏈錶的插入與刪除
3.8.1 單鏈錶的插入
3.8.2 單鏈錶的刪除
3.9 單鏈錶的整錶創建
3.10 單鏈錶的整錶刪除
3.11 單鏈錶結構與順序存儲結構優缺點
3.12 靜態鏈錶
3.12.1 靜態鏈錶的插入操作
3.12.2 靜態鏈錶的刪除操作
3.12.3 靜態鏈錶優缺點
3.13 循環鏈錶
3.14 雙嚮鏈錶
3.15 總結迴顧
3.16 結尾語
第4章 棧與隊列
4.1 開場白
4.2 棧的定義
4.2.1 棧的定義
4.2.2 進棧齣棧變化形式
4.3 棧的抽象數據類型
4.4 棧的順序存儲結構及實現
4.4.1 棧的順序存儲結構
4.4.2 棧的順序存儲結構進棧操作
4.4.3 棧的順序存儲結構齣棧操作
4.5 兩棧共享空間
4.6 棧的鏈式存儲結構及實現
4.6.1 棧的鏈式存儲結構
4.6.2 棧的鏈式存儲結構進棧操作
4.6.3 棧的鏈式存儲結構齣棧操作
4.7 棧的作用
4.8 棧的應用--遞歸
4.8.1 斐波那契數列實現
4.8.2 遞歸定義
4.9 棧的應用--四則運算錶達式求值
4.9.1 後綴(逆波蘭)錶示法定義
4.9.2 後綴錶達式計算結果
4.9.3 中綴錶達式轉後綴錶達式
4.10 隊列的定義
4.11 隊列的抽象數據類型
4.12 循環隊列
4.12.1 隊列順序存儲的不足
4.12.2 循環隊列定義
4.13 隊列的鏈式存儲結構及實現
4.13.1 隊列鏈式存儲結構入隊操作
4.13.2 隊列鏈式存儲結構齣隊操作
4.14 總結迴顧
4.15 結尾語
第5章 串
5.1開場白
05.2 串的定義
5.3 串的比較
5.4 串的抽象數據類型
5.5 串的存儲結構
5.5.1 串的順序存儲結構
5.5.2 串的鏈式存儲結構
5.6 樸素的模式匹配算法
5.7 KMP模式匹配算法
5.7.1 KMP模式匹配算法原理
5.7.2 next數組值推導
5.7.3 KMP模式匹配算法實現
5.7.4 KMP模式匹配算法改進
5.7.5 nextval數組值推導
5.8 總結迴顧
5.9 結尾語
第6章 樹
6.1 開場白
6.2 樹的定義
6.2.1 結點分類
6.2.2 結點間關係
6.2.3 樹的其他相關概念
6.3 樹的抽象數據類型
6.4 樹的存儲結構
6.4.1 雙親錶示法
6.4.2 孩子錶示法
6.4.3 孩子兄弟錶示法
6.5 二叉樹的定義
6.5.1 二叉樹特點
6.5.2 特殊二叉樹
6.6 二叉樹的性質
6.6.1 二叉樹性質1
6.6.2 二叉樹性質2
6.6.3 二叉樹性質3
6.6.4 二叉樹性質4
6.6.5 二叉樹性質5
6.7 二叉樹的存儲結構
6.7.1 二叉樹順序存儲結構
6.7.2 二叉鏈錶
6.8 遍曆二叉樹
6.8.1 二叉樹遍曆原理
6.8.2 二叉樹遍曆方法
6.8.3 前序遍曆算法
6.8.4 中序遍曆算法
6.8.5 後序遍曆算法
6.8.6 推導遍曆結果
6.9 二叉樹的建立
6.10 綫索二叉樹
6.10.1 綫索二叉樹原理
6.10.2 綫索二叉樹結構實現
6.11 樹、森林與二叉樹的轉換
6.11.1 樹轉換為二叉樹
6.11.2 森林轉換為二叉樹
6.11.3 二叉樹轉換為樹
6.11.4 二叉樹轉換為森林
6.11.5 樹與森林的遍曆
6.12 赫夫曼樹及其應用
6.12.1 赫夫曼樹
6.12.2 赫夫曼樹定義與原理
6.12.3 赫夫曼編碼
6.13 總結迴顧
6.14 結尾語
第7章 圖
7.1 開場白
7.2 圖的定義
7.2.1 各種圖定義
7.2.2 圖的頂點與邊間關係
7.2.3 連通圖相關術語
7.2.4 圖的定義與術語總結
7.3 圖的抽象數據類型
7.4 圖的存儲結構
7.4.1 鄰接矩陣
7.4.2 鄰接錶
7.4.3 十字鏈錶
7.4.4 鄰接多重錶
7.4.5 邊集數組
7.5 圖的遍曆
7.5.1 深度優先遍曆
7.5.2 廣度優先遍曆
7.6 最小生成樹
7.6.1 普裏姆(Prim)算法
7.6.2 剋魯斯卡爾(Kruskal)算法
7.7 最短路徑
7.7.1 迪傑斯特拉(Dijkstra)算法
7.7.2 弗洛伊德(Floyd)算法
7.8 拓撲排序
7.8.1 拓撲排序介紹
7.8.2 拓撲排序算法
7.9 關鍵路徑
7.9.1 關鍵路徑算法原理
7.9.2 關鍵路徑算法
7.10 總結迴顧
7.11 結尾語
第8章 查找
8.1 開場白
8.2 查找概論
8.3 順序錶查找
8.3.1 順序錶查找算法
8.3.2 順序錶查找優化
8.4 有序錶查找
8.4.1 摺半查找
8.4.2 插值查找
8.4.3 斐波那契查找
8.5 綫性索引查找
8.5.1 稠密索引
8.5.2 分塊索引
8.5.3 倒排索引
8.6 二叉排序樹
8.6.1 二叉排序樹查找操作
8.6.2 二叉排序樹插入操作
8.6.3 二叉排序樹刪除操作
8.6.4 二叉排序樹總結
8.7 平衡二叉樹(AVL樹)
8.7.1 平衡二叉樹實現原理
8.7.2 平衡二叉樹實現算法
8.8 多路查找樹(B樹)
8.8.1 2-3樹
8.8.2 2-3-4樹
8.8.3 B樹
8.8.4 B+樹
8.9 散列錶查找(哈希錶)概述
8.9.1 散列錶查找定義
8.9.2 散列錶查找步驟
8.10 散列函數的構造方法
8.10.1 直接定址法
8.10.2 數字分析法
8.10.3 平方取中法
8.10.4 摺疊法
8.10.5 除留餘數法
8.10.6 隨機數法
8.11 處理散列衝突的方法
8.11.1 開放定址法
8.11.2 再散列函數法
8.11.3 鏈地址法
8.11.4 公共溢齣區法
8.12 散列錶查找實現
8.12.1 散列錶查找算法實現
8.12.2 散列錶查找性能分析
8.13 總結迴顧
8.14 結尾語
第9章 排序
9.1 開場白
9.2 排序的基本概念與分類
9.2.1 排序的穩定性
9.2.2 內排序與外排序
9.2.3 排序用到的結構與函數
9.3 冒泡排序
9.3.1 最簡單排序實現
9.3.2 冒泡排序算法
9.3.3 冒泡排序優化
9.3.4 冒泡排序復雜度分析
9.4 簡單選擇排序
9.4.1 簡單選擇排序算法
9.4.2 簡單選擇排序復雜度分析
9.5 直接插入排序
9.5.1 直接插入排序算法
9.5.2 直接插入排序復雜度分析
9.6 希爾排序
9.6.1 希爾排序原理
9.6.2 希爾排序算法
9.6.3 希爾排序復雜度分析
9.7 堆 排 序
9.7.1 堆排序算法
9.7.2 堆排序復雜度分析
9.8 歸並排序
9.8.1 歸並排序算法
9.8.2 歸並排序復雜度分析
9.8.3 非遞歸實現歸並排序
9.9 快速排序
9.9.1 快速排序算法
9.9.2 快速排序復雜度分析
9.9.3 快速排序優化
1.優化選取樞軸
2.優化不必要的交換
3.優化小數組時的排序方案
4.優化遞歸操作
9.10 總結迴顧
9.11 結尾語
附錄 參考文獻

前言/序言

  本書起因
  大傢好!我是《大話設計模式》(2008年初齣版)的作者,三年來,承濛廣大讀者的厚愛,《大話設計模式》取得瞭較大的成功。僅在當當網,截止本文寫作時,就已經有1073次評論,705次5星評價,位居五星圖書榜計算機/網絡類的纍計總榜第二名。此書已經成為國內原創計算機類圖書最暢銷的書籍之一。
  對於這樣一個自己喜歡做、可以做得好,而且已經得到瞭市場廣泛認可,為很多朋友提供幫助的事情,我沒有理由不去繼續做下去。這就是我準備再寫書的原因。
  我曾做過調查,數據結構的學習者大多都有這樣的感慨:數據結構很重要,一定要學好,但數據結構比較抽象,有些算法理解起來很睏難,學得很纍。可我更希望傳達這樣的信息:數據結構非常有趣,很多算法是智慧的結晶,學習它是去感受計算機編程技術的魅力,在理解掌握它的同時,整個過程都是一種愉悅的精神感受,而非枯燥乏味的一門課程。因此我決定寫作一本關於數據結構有趣的書。
  不過現實總比理想來得更“現實”。要想把書寫好,談何容易,我需要突破很多睏難……嗐!不管如何,現在您看到瞭本書,那就說明我已經剋服瞭睏難戰勝瞭自己。希望您可以喜歡上這本書。
  本書定位
  本書的定位就是一本適閤讀者自學數據結構的書籍,它有區彆於教材,希望給大傢另一種閱讀體驗。
  通常講解數據結構的圖書都是以教材的方式呈現。在寫作前,我購買或在圖書館藉閱瞭十幾本非常好的數據結構相關教材用來為寫作本書做準備。但經過認真閱讀後,我發現,它們大多不是一本好的“自學讀物”。
  我沒有輕視這些好書的意思,不過教材和自學讀物,所麵嚮的讀者是完全不同的。
  好的教材應該是提綱挈領、重點突齣,一定要留齣思考的空間,否則就沒必要再聽老師上課瞭。很多內容的講解是由老師在課堂完成,教材中有練習、課後習題、思考題等,這些大多可以通過老師來解答。比如我們中學時的語文、數學課本,很薄的一本書通常要用一學期、甚至一年的時間來學習,這就是因為它們是教材而不是自學讀物。如果是小說,可能一兩天就讀完瞭。
  好的自學讀物的目標是讓初學者“獨自”全盤掌握知識,需要強調“獨自”一詞,這就說明讀者在閱讀時,是完全依靠自己的力量來嚮未知發齣挑戰。因此書中內容,要麼不寫,寫瞭就應該寫透。如果讀者在閱讀時總是疑惑重重,那麼這本書就有很大的問題瞭。
  我也就是在基於這樣的認識,決心將《大話數據結構》真正寫成一本關於數據結構和算法的自學讀物來展開寫作的。
  本書特色
  1.趣味引導
  大部分的編程類圖書,在內容上基本都是直奔主題。但是尼采曾說過:“人們無法理解他沒有經曆過的事情。”換句話說,我們隻接受過去早已理解的事物相關的信息。這是一種比較學習過程,在這個過程中,大腦尋找每條信息之間的聯係。所以教育專傢普遍認為,吸引學生的注意力,比較好的辦法是用他們比較熟知的知識開始。
  因此在本書中,我會用一個故事、一個趣味題目、一部電影的介紹等形式來作為每一章甚至很多小節的開頭,選擇的內容也多多少少與要講的主題內容相關。這並不是多餘,而是有意為之。事實上,這樣的形式在我的前一本書中已經得到瞭普遍認可。
  2.圖文並茂
  西方有句諺語,“A picture is worth a thousand words.(一圖值韆言)”。用上韆個字描述不明白的東西,很可能一張圖就能解釋清楚。
  我非常認可這個觀點,所以本書雖沒有達到每一頁都有圖,但基本做到瞭絕大部分講解都有相關圖示,關鍵算法更是通過多圖逐步分解剖析。盡管這帶來瞭寫作上的難度,但卻可以達到較好的效果。畢竟,讀者通過本書開始學習數據結構時,要從一無所知或略知一二到完全理解,甚至掌握應用,是需要一個比較艱苦的過程,用大量的圖示可以減少這個過程的長度。
  3.代碼詳解
  我在寫作中盡量摒棄瞭傳統數據結構教材的“重理論思想而輕代碼講解”的作法。在準備數據結構寫作時我發現,很多教材對數據結構理論和算法設計思想講得比較好,可一到實際代碼時,有的把代碼貼齣來加少量注釋,有的直接用僞代碼形式。這對於上課的學生還好,畢竟有老師在課堂中去詳解代碼編寫原理,可是對於初學數據結構和算法的自學者而言,如果書中不去解釋代碼某些細節為什麼那樣編寫的原因,甚至代碼根本不可能在某個編譯器中運行通過,其挫摺感是很強烈的。比如即使理解瞭圖結構中的最短路徑求解原理,也可能無法寫齣最短路徑的算法。
  我把代碼在運行過程中變量的變化融入到整個算法設計思想的講解中,配閤相應的示意圖,會幫助大傢更加容易理解算法的實質。這種講解模式在本書的第6、7、8、9章的很多復雜算法中有具體體現,越是復雜的代碼越是講解細緻。這算是本書的一個特色,希望對讀者有幫助。
  4.形式新穎
  我把本書的內容虛構成瞭一個老師上課的場景,所有內容都通過這位老師錶達齣來,書中的文字非常口語化,這樣做的目的是為瞭更加直觀地讓讀者感覺,自己是在學習,是在上課。有人可能會說,現在的課堂大都是讓人昏昏欲睡,把讀者帶入上課場景,不是更加讓讀者犯睏嗎?我覺得如果你的學習經曆中聽過一些優秀老師的課,你就不會下這樣的結論。好的老師講課,是可以做到引人入勝的。
  有人可能會問,我為什麼不用《大話設計模式》中的對話形式,而采用講課形式呢?這是對數據結構這門學問的特點考慮的。設計模式主要都是思想體現,通常會仁者見仁、智者見智,用對話展開比較容易;而數據結構中更多的是定義、術語、經典算法等,這些公認的知識,可討論的地方並不多,更多的是需要把它講清楚。讓兩個人在一起討論某個設計模式的優缺點,會非常閤適,而討論數據結構定義的好壞,就沒有太大意義瞭,不如讓一個老師告訴學生數據結構的定義好在哪裏更符閤實際。因此用傳統的講課形式會好一些。
  另外,本書沒有習題,有思考的題目也一定會給齣某種答案。但本書每個復雜知識點的末尾,都會提供另一本書的進一步閱讀建議。這也是基於它是一本自學讀物的原則。讀者閱讀本書可能是任何時間任何地方,如果書中存在沒有解答的習題,碰到瞭睏難是沒法及時找到老師來幫助的,因此本書盡量避免讓讀者有這樣的睏惑存在。如果需要練習的同學,我覺得還是應該考慮再去買本習題集來學習。學習數據結構和算法,做題和上機寫代碼非常有必要,從這個角度也說明,閱讀完本書其實也隻是完成入門而已。
  本書既然是以老師上課的形式來進行,那就免不瞭要融入一名教師除瞭授業解惑以外,還要傳達一些個人價值觀的體現。書中很多細微處,如對某位科學傢的尊敬、對某個算法的推崇、對勤奮勵誌故事的講述等都在錶達著一個老師嚮學生傳遞真、善、美的意願。我始終認為,讀者拿到的雖然隻是一本沒有錶情、不會說話的書,但其實也是在隔空與另一個朋友交流。人與人的交流不可能隻是就事論事,一定會有情感的溝通,這種情感如果能産生共鳴、達成互信,就會讓事情(比如學習數據結構與算法這件事)本身更容易理解和接受。
  本書內容
  本書主要是按照教育部關於計算機專業數據結構課程大綱的要求略微增減來組織內容的。
  主要包括:數據結構介紹,算法推導大O階的方法,綫性錶結構的介紹,順序結構與鏈式結構差異,棧與隊列的應用,串的樸素模式匹配、KMP模式匹配算法,樹結構的介紹,二叉樹前中後序遍曆,綫索二叉樹,赫夫曼樹及應用,圖結構的介紹,圖的深度、廣度遍曆,最小生成樹兩種算法,最短路徑兩種算法,拓撲排序與關鍵路徑算法,查找應用的相關介紹,摺半查找、插值查找、斐波那契查找等靜態查找,稠密索引、分塊索引、倒排索引等索引技術,二叉排序樹、平衡二叉樹等動態查找,B樹、B+樹技術,散列錶技術,排序應用的相關介紹,冒泡、選擇、插入等簡單排序,希爾、堆、歸並、快速等改進排序,各位排序算法的對比等。
  本書讀者
  數據結構是計算機軟件相關專業的基礎課程,幾乎可以說,要想從事編程工作,無論你是否是科班齣身,都不可以繞過這部分知識。因此,適閤閱讀本書的讀者非常廣泛,包括在讀的本專科、中專職高技校等計算機專業學生、想轉行做開發的非專業人員、欲考計算機研究生的應屆或在職人員,以及工作後需要補學或溫習數據結構和算法的程序員等各類讀者。
  本書對讀者的技術背影要求比較低,隻要是學過一門高級編程語言,例如C、C++、Java、C#、VB等就可以開始閱讀本書。不過由於當中涉及到比較復雜的算法知識,需要讀者有一定的數學修養和邏輯思維能力,否則可能書籍的後半部分閱讀起來會比較吃力。
  本書研讀方法
  事實上,任何有難度的知識和技巧,都不是那麼容易被掌握的。我盡管已經朝著通俗易懂的方嚮努力,可有些數據結構,特彆是經典算法,是幾代科學傢的智慧結晶,因此要掌握它們還是需要讀者的全力投入。
  美國暢銷書《如何閱讀一本書》中提到“閱讀可以是一件主動的事,閱讀越主動,效果越好。拿同樣的書給背景相近的兩個人閱讀,一個人卻比另一個人從書中得到瞭更多,這是因為,首先在於這人的主動,其次,在於他在閱讀中的每一種活動都參與瞭更多的技巧。這兩件事是息息相關的。閱讀是一個復雜的活動,就跟寫作一樣,包含瞭大量不同的活動。要達成良好的閱讀,這些活動都是不可或缺的。一個人越能良好運作這些活動,閱讀的效果也就越好。”
  我當然希望讀者在閱讀本書後收獲巨大,但這顯然是一廂情願。要想獲得更多,您可能也需要付齣類似我寫作一樣的力氣來閱讀,例如摘抄文字、眉批心得、稿紙演算、代碼輸入電腦,以及您自己在編程工作中的運用等。這些相應活動的執行,將會使您得到巨大的收獲。
  作為作者,建議本書的研讀方法為:
  1.復習C語言的基礎知識。如果你掌握的是彆的語言也不要緊,適當瞭解一些C語言和你掌握的編程語言的語法差異還是有必要的。甚至將本書代碼改造成另一種語言本身就是一種非常好的學習方法。
  2.閱讀第一遍時,建議從頭至尾進行。如果你對前麵的知識有足夠瞭解,當然可以跳過直接閱讀後麵的章節。不過若要學習一門完整的知識並形成體係。通讀本書,還是最好的學習方法。
  3.閱讀時,摘抄是非常好的習慣。“最淡的墨水也勝於最強的記憶!”有不少讀者會認為摘抄瞭將來也不會再去看,有什麼必要,但其實在寫字的過程就是大腦學習的過程,寫字在減緩你閱讀的速度,從而讓你更好地消化閱讀的內容。相信大傢都能理解,“囫圇吞棗”和“慢慢品味”的差異,學習同樣如此。
  4.閱讀每一章時,特彆是在閱讀算法的推導過程時,一定要在電腦中運行代碼(本書源碼的下載地址可以到http://cj723.cnblogs.com中的《大話數據結構相關主題》中找到),瞭解代碼的運行過程。本書的很多算法都做到瞭逐行講解,但單純閱讀可能真的很難達到理解的程度(這是紙質書無法剋服的缺陷),需要你通過開發工具調試,並設置斷點和逐行執行,並參照書中的講解,觀察變量的變化情況來理解算法的編寫原理。
  5.閱讀完每一章時,一定要在理解基礎上記憶一些關鍵東西。最佳的效果就是你可以不看書也做到一點不錯地默寫齣相關算法。
  6.閱讀完每一章時,一定要適當練習。本書沒有提供練習題,但市場上相關的數據結構習題集比比皆是,可以選擇嘗試。另外互聯網上也可以獲得足夠的習題來給你練習。練習的目的是為瞭檢測自己是否真的完全理解瞭書中的內容。事實上很多時候,閱讀中的人們隻是自我感覺理解,而並非真正的明白。
  7.學習不可能一蹴而就,數據結構和算法如果通過一本書就可以掌握,那本身就是笑話。本書附錄提供瞭本書寫作時的參考書目,基本都是最優秀的數據結構或相關的中文書籍各有側重,建議大傢可以適當地閱讀。
  8.在之後的編程學習和工作中,盡量把已經學到的數據結構和算法知識運用到現實開發中。遺忘時翻閱本書迴顧相關內容,最終達到精通數據結構和相關算法的境界。
  編程語言說明
  本書是用C語言編寫,基於C90(ISO C)的標準。讀者可以選擇任何一款基於C90標準的C語言開發工具或更高版本的開發工具來學習本書中的代碼。
  本人一直習慣於用Visual Studio 2008作為開發工具,因此在寫作此書時,也是用此工具的Visual C++來編譯調試代碼,一切都相安無事,但寫作完成後,考慮到不同讀者應用開發工具的習慣不同,最終在編輯的建議下,決定提供一份可在C90標準的C語言開發環境中編譯通過的代碼,結果發現錯誤百齣。
  例如C90標準的注釋要求是“/* 注釋文字 */”而不允許是“//注釋文字”:要求變量聲明必須要在函數的最前麵,隻能是“int i; for(i=0;i齣於為瞭讓代碼可以在低端編譯環境通過的考慮,犧牲一些代碼的簡捷性和優雅性也是無可奈何和必要的。最終我將書中全部代碼都改成C90標準的代碼。
  C語言初學者可能會因為剛接觸編程語言,特彆是對指針的理解不深,而擔心閱讀睏難。我個人感覺,單純學習指針是很難理解它的真正用途和好處,而通過學習數據結構,特彆是像鏈式存儲結構在各種結構算法中的運用,反而可以讓讀者進一步的理解指針的優越之處。從這個角度說,數據結構的學習可以反過來加強讀者對C語言,特彆是指針概念的理解。
  編程語言差異
  C語言是一門古老的高級語言,它的應用範圍非常廣泛,因此我選擇它作為本書的算法展示語言。如果讀者之前學過它,那麼閱讀本書就不存在語言障礙。懂得C++語言的讀者,同樣也不會有任何語言上的問題。
  像掌握Java、C#、VB等麵嚮對象語言的讀者,當麵對書中大量的C語言式的結構(struct)聲明和針對結構的參數傳遞的代碼時,都可以理解為是類的定義和由類生成對象的傳遞。盡管的確存在差異,但是並不影響整體對數據結構知識和算法原理的理解。
  我個人感覺,哪怕是對C語言不熟悉,也不妨利用學習數據結構的機會,學習一下C語言的編程方法,這對於將來應用其他高級語言也是有很大幫助的。
  不是一個人在戰鬥
  首先要感謝我的妻子李秀芳對我寫作本書期間的全力支持,我辭職寫作,沒有她精神上的理解鼓勵和生活上的悉心照顧,是不可能走齣這一步並順利完成書稿的。我們的兒子程晟涵如今已經三周歲,我是在他每日的歡聲笑語和哭哭啼啼中進行每一章節的構思和寫作,希望他可以茁壯成長。我的父母已經年邁,他們為我的全職創作也甚為擔心和憂慮,這裏也要說一聲抱歉。
  本人數據結構的知識,是源自清華大學齣版社齣版的《數據結構(C語言版)》(嚴蔚敏、吳偉民編著)一書,嚴老師和吳老師算是我在數據結構方麵的啓濛老師,本書的不少內容和代碼也是參考瞭此書。機械工業齣版社的《算法導論》對於本人的算法知識提高幫助很大,寫作中也大量吸收瞭書中的精華。寫作過程中,本人購買和藉閱瞭與數據結構相關的大量書籍,詳細書目見附錄。沒有前輩的貢獻,就沒有本書的齣版,也希望本書能成為這些書籍的前期讀物。在此嚮這些圖書作者錶示衷心的感謝。
  僅有作者是不可能完成圖書的齣版的,本人要非常感謝清華大學齣版社的朋友們,他們是本書的最初讀者,也是協助本人將此書由毛糙變精良的最有力幫手。
  本書的封麵設計程瑜、插圖設計周翔,都是在反反復復的修改中完成創作的。
  寫作中,還得到瞭周筠、盧鶇翔、張伸、鬍文佳、Milo、陳鋼、劉超、劉唯一、楊綉國、戚嫵婷、雷順、楊詩盈、高宇翔、林健的友情幫助,他們都在本人的書稿創作中提齣瞭寶貴建議。
  在此嚮所有幫助與支持我的朋友道一聲:謝謝!
  程傑
《算法設計與分析:從理論到實踐的深度探索》 內容梗概 《算法設計與分析:從理論到實踐的深度探索》是一部聚焦於計算機科學核心領域——算法的深度力作。本書旨在係統性地闡述算法的設計思想、分析方法以及實際應用,為讀者構建起紮實的理論基礎和解決實際問題的能力。我們不滿足於僅僅羅列算法,更著重於引導讀者理解算法背後的邏輯、權衡和優化,從而能夠獨立設計齣高效、可擴展的解決方案。 核心章節詳述 第一部分:算法設計基礎 第一章:算法導論與思維模式 何為算法? 本章將從最基礎的概念齣發,清晰地定義什麼是算法,以及它在計算機科學中的核心地位。我們將探討算法的四個基本要素:輸入、輸齣、確定性與有限性。 算法的度量:效率與正確性。 深入分析衡量一個算法優劣的兩個關鍵維度:執行效率(時間復雜度和空間復雜度)和正確性。理解為何效率至關重要,以及如何確保算法的每一個步驟都準確無誤。 算法設計思維的啓濛: 介紹幾種初步的、直觀的算法設計思想,例如: 枚舉法 (Brute Force): 討論其簡單易懂的特點,但也指齣其在麵對大規模問題時的局限性,並通過實例說明何時可以適度采用。 貪心策略 (Greedy Approach): 講解貪心算法的核心思想——在每一步都做齣局部最優的選擇,以期達到全局最優。分析其適用條件,以及何時可能失效,並通過經典的“活動選擇問題”等例子進行闡釋。 分治思想 (Divide and Conquer): 介紹將復雜問題分解為若乾個規模較小的子問題,分彆解決後再閤並的策略。詳細闡述其遞歸性質,並以“歸並排序”和“快速排序”作為引入,為後續章節打下基礎。 僞代碼與流程圖: 學習使用標準化的僞代碼和流程圖來清晰、準確地描述算法的邏輯,這是溝通算法思想的重要工具。 第二章:遞歸與迴溯:探索問題的本質 遞歸的魅力與陷阱: 深入理解遞歸的定義、基本要素(基綫條件和遞歸步驟)。分析遞歸思維如何映射到許多問題的自然結構,並輔以“斐波那契數列”、“階乘”等典型例子。同時,警示棧溢齣等潛在風險,並介紹尾遞歸優化等概念。 迴溯法:係統性的搜索與剪枝: 詳細講解迴溯法作為一種通過試探、放棄、繼續來解決問題的方法。強調其“深度優先”的搜索特性,以及如何通過“剪枝”策略來避免無效搜索,大幅提升效率。 經典迴溯應用: N皇後問題 (N-Queens Problem): 這是一個典型的迴溯問題,我們將一步步分析如何放置皇後,並避免它們互相攻擊。 全排列問題 (Permutation Generation): 如何生成一個集閤的所有可能排列,並通過迴溯實現。 子集生成問題 (Subset Generation): 如何找到一個集閤的所有子集。 遞歸與迴溯的綜閤運用: 通過一些更復雜的組閤性問題,展示遞歸和迴溯如何協同工作,構建齣強大的問題解決框架。 第二部分:經典算法範式與高級技術 第三章:動態規劃:化繁為簡的智慧 動態規劃的核心思想: 深入剖析動態規劃的兩個關鍵特性:最優子結構 (Optimal Substructure) 和重疊子問題 (Overlapping Subproblems)。理解如何利用這兩個特性避免重復計算,從而達到高效求解。 兩種基本實現方式: 自頂嚮下 (帶備忘錄): 從問題的最終狀態齣發,遞歸地解決子問題,並將已解決子問題的結果存儲起來。 自底嚮上 (錶格法): 從最小的子問題開始,逐步構建齣解決更大問題的解。 典型動態規劃問題解析: 背包問題 (Knapsack Problem): 包括0/1背包、完全背包等變種,講解如何選擇物品以最大化價值。 最長公共子序列 (Longest Common Subsequence - LCS): 如何找到兩個序列的最長共同子序列。 矩陣鏈乘法 (Matrix Chain Multiplication): 如何確定計算一係列矩陣乘積的最佳順序。 硬幣找零問題 (Coin Change Problem): 如何用最少的硬幣組成一個特定的金額。 動態規劃的設計步驟: 總結一套通用的方法論,指導讀者如何識彆問題是否適閤用動態規劃解決,並設計齣相應的狀態轉移方程。 第四章:圖算法:連接世界的網絡 圖的錶示: 深入講解鄰接矩陣和鄰接錶等錶示方法,以及它們各自的優缺點和適用場景。 圖的遍曆: 廣度優先搜索 (Breadth-First Search - BFS): 介紹BFS的原理,及其在查找最短路徑(無權圖)等問題上的應用。 深度優先搜索 (Depth-First Search - DFS): 介紹DFS的原理,及其在拓撲排序、連通分量查找等問題上的應用。 最短路徑算法: Dijkstra算法: 講解如何在帶權非負圖上查找單源最短路徑。 Bellman-Ford算法: 介紹如何在存在負權邊(但無負權環)的圖上查找單源最短路徑。 Floyd-Warshall算法: 講解如何在任意圖上查找所有頂點對之間的最短路徑。 最小生成樹算法: Prim算法: 介紹如何從一個頂點開始,逐步構建最小生成樹。 Kruskal算法: 介紹如何按邊的權重從小到大排序,並連接不形成環的邊來構建最小生成樹。 拓撲排序 (Topological Sort): 講解如何對有嚮無環圖 (DAG) 的頂點進行綫性排序,使其滿足所有邊都從前一個頂點指嚮後一個頂點。 強連通分量 (Strongly Connected Components - SCC): 介紹如何找齣有嚮圖中的極大連通子圖。 第五章:高級算法設計範式 分支限界法 (Branch and Bound): 介紹其與迴溯法的異同,重點講解“限界”的概念,以及如何通過剪枝來優化搜索空間。 隨機化算法 (Randomized Algorithms): 介紹引入隨機性來設計算法的思想,例如濛特卡洛算法和拉斯維加斯算法。分析其在某些復雜問題上可能帶來的效率提升,以及如何分析其概率性保證。 近似算法 (Approximation Algorithms): 針對NP-hard問題,介紹如何設計能夠在多項式時間內給齣近似最優解的算法,並分析其近似比。 流算法 (Flow Algorithms): (可選,根據篇幅和讀者基礎)簡單介紹網絡流的基本概念,如最大流問題,以及Ford-Fulkerson算法或Edmonds-Karp算法。 第三部分:算法分析與實踐 第六章:算法復雜度分析的嚴謹之道 漸進符號 (Asymptotic Notations): 深入理解大O (O)、大Ω (Ω)、大Θ (Θ) 符號,以及它們在描述算法漸進行為上的作用。 主定理 (Master Theorem): 學習使用主定理來快速求解遞推關係式,這是分析分治算法時間復雜度的強大工具。 平均情況分析與最壞情況分析: 討論兩種不同分析方式的意義,以及它們適用的場景。 空間復雜度分析: 詳細講解如何分析算法的內存占用。 第七章:數據結構與算法的協同 本章並非介紹新的數據結構,而是強調已有的數據結構如何支撐高效的算法設計。 數組、鏈錶、棧、隊列: 迴顧這些基礎數據結構,並分析它們在不同算法中的應用場景。 樹結構: 二叉搜索樹 (BST) 及其變種 (AVL, 紅黑樹): 強調其查找、插入、刪除的效率,以及如何在算法中利用其有序性。 堆 (Heap): 講解最小堆和最大堆,以及它們在優先隊列、堆排序等算法中的關鍵作用。 哈希錶 (Hash Table): 分析其平均O(1)的查找、插入、刪除特性,以及在各種查找算法和計數算法中的廣泛應用。 圖結構: 結閤第四章的圖算法,進一步強調圖的錶示(鄰接矩陣、鄰接錶)如何影響算法的實現和效率。 第八章:算法的工程實現與性能優化 選擇閤適的算法: 如何根據問題的規模、特性和對時間/空間的要求,選擇最適閤的算法。 代碼實現技巧: 關注代碼的清晰度、可讀性和模塊化,以及如何避免常見的實現陷阱。 性能剖析 (Profiling): 介紹如何使用工具來識彆代碼中的性能瓶頸。 緩存友好型算法: 簡要介紹算法設計中對現代處理器緩存機製的考慮。 並行與分布式算法簡介: (可選)簡要觸及如何將算法思想擴展到多核處理和分布式係統。 結論 《算法設計與分析:從理論到實踐的深度探索》旨在為讀者提供一個全麵、深入的學習路徑,幫助他們掌握算法設計的核心思想和分析方法。本書強調的不僅僅是“做什麼”,更是“為什麼這樣做”以及“如何做得更好”。通過大量的實例、嚴謹的分析和循序漸進的講解,我們相信本書將成為您在算法學習道路上不可或缺的夥伴,助您在解決復雜計算問題時遊刃有餘。

用戶評價

評分

拿到這本書,第一感覺是它的文字風格非常獨特。作者仿佛是一位經驗豐富的工程師,在嚮我分享他的“江湖秘籍”。他並沒有一開始就拋齣艱深的理論,而是用一種非常口語化的方式,娓娓道來。我印象最深刻的是,他在講解某個概念時,會突然插入一段小故事,或者引用一句名言,又或者是提齣一個引發思考的問題。這種敘述方式,讓我感覺不是在被動地接受知識,而是在參與一場關於編程智慧的對話。書中的圖示也設計得很巧妙,它們不像教科書裏那種規規矩矩的流程圖,而是更加生動、形象,甚至帶有一些漫畫的風格,讓那些復雜的算法流程變得一目瞭然。比如,他在講解遞歸的時候,沒有直接給齣數學公式,而是用一個俄羅斯套娃的比喻,讓我瞬間明白瞭遞歸的核心思想。這種“潤物細無聲”的教學方式,是我一直以來在尋找的。我希望這本書能讓我理解“為什麼”這樣做,而不僅僅是“怎麼做”。數據結構不僅僅是死的代碼,更是解決問題的思路和方法,我希望通過這本書,我能真正領悟到數據結構背後的設計哲學。我很期待書中的代碼示例,它們是否是清晰、簡潔、可執行的,並且能夠很好地配閤講解。如果能有不同語言的實現方式,那就更完美瞭,這能讓我看到同一數據結構在不同平颱上的錶現。

評分

這本書給我的感覺是,它在用一種“化繁為簡”的方式來傳授知識。我一直覺得數據結構是計算機科學中最基礎也最重要的一部分,但市麵上很多書籍都寫得過於晦澀難懂。這本書的名字“大話數據結構”,就透露齣一種親切和易於理解的風格。我特彆期待書中能夠用大量生動的實例來解釋抽象的概念,比如用現實生活中的場景來比喻數組、鏈錶、棧、隊列等,這樣能夠幫助我更快地理解這些概念的本質。我希望這本書不僅僅是講解“是什麼”,更重要的是講解“為什麼”以及“怎麼用”。我希望通過這本書,我能夠真正理解不同數據結構的設計思想,以及它們在實際應用中的優缺點。我也期待書中能夠提供一些高質量的代碼示例,這些代碼應該清晰、簡潔,並且能夠方便地運行和調試。如果書中還能包含一些關於算法的講解,並且將算法與數據結構緊密結閤起來,那將是錦上添花。我還在思考,這本書是否會提供一些實際項目的案例,展示如何運用數據結構來解決實際問題,這能讓我更好地將所學知識應用到實踐中。總而言之,我希望這本書能夠成為我學習數據結構的一本“入門聖經”,它不僅能讓我掌握知識,更能培養我解決問題的能力。

評分

這本書的封麵設計就足夠吸引人瞭,那種帶有神秘感的藍紫色調,搭配著抽象的數據結構圖形,讓人一眼就愛上。我一直對計算機科學的底層邏輯非常好奇,但市麵上很多書都過於理論化,看得人雲裏霧裏。這本書的名字“大話數據結構”,聽起來就有一種接地氣的親切感,似乎它能用一種更輕鬆、更有趣的方式來講解那些看似高深的知識。我特彆期待它能像一位老朋友一樣,循循善誘地把我帶入數據結構的世界,讓我不再畏懼那些復雜的算法和模型。我希望這本書不僅僅是枯燥的概念堆砌,而是能通過生動的例子、形象的比喻,甚至是幽默的段子,來闡釋數據結構的核心思想。比如,數組的查找就像在字典裏找單詞,鏈錶的插入就像在隊伍中插隊,棧的後進先齣就像疊盤子,隊列的先進先齣就像排隊打飯。這些貼近生活的比喻,能讓我更容易理解抽象的概念,並將其與實際應用聯係起來。此外,我還在思考,這本書會不會提供一些練習題,並且這些練習題的難度梯度設計得很好,能夠讓我從易到難,逐步鞏固所學知識。甚至,我還幻想書中會包含一些關於數據結構在實際開發中的應用案例,例如在遊戲開發、搜索引擎、社交網絡等領域,這些真實的案例能讓我更直觀地感受到數據結構的重要性,從而激發我學習的動力。總而言之,我被這本書的名稱和預設的風格深深吸引,它承諾的“大話”風格,讓我對即將展開的學習之旅充滿瞭期待。

評分

這本書的敘事方式非常有趣,它不像一本冰冷的教科書,反而像一位經驗豐富的老前輩,在耐心地解答你的疑問,並分享他多年的心得體會。我非常欣賞作者在講解過程中所展現的“刨根問底”的精神,他不會止步於錶麵的概念,而是會深入到其底層的原理,並用通俗易懂的語言來解釋。比如,當他講到某種排序算法時,他不會直接給齣代碼,而是會先用形象的比喻來描述這個排序過程,然後逐步引齣算法的邏輯,最後纔給齣代碼實現。這種由淺入深,循序漸進的學習方式,讓我感覺非常舒服。我特彆期待書中對於“為什麼”的解釋,為什麼這個數據結構是這樣設計的?它的優勢在哪裏?劣勢又是什麼?這些深層次的追問,能夠幫助我建立起對數據結構的深刻理解,而不僅僅是死記硬背。我也希望書中能有一些“進階”的內容,比如一些更復雜的數據結構,或者是一些關於數據結構優化的技巧。即使我暫時用不到,但瞭解這些,也能拓寬我的視野,讓我對計算機科學有更全麵的認識。我還在思考,這本書是否會包含一些與操作係統、數據庫等相關領域的數據結構應用,這能讓我感受到數據結構與更宏觀的計算機係統之間的聯係。

評分

這本書給我的整體感受是,它不僅僅是一本技術書籍,更像是一本關於“思考方式”的啓濛讀物。作者在講解數據結構時,並沒有拘泥於知識點的羅列,而是更加注重培養讀者的邏輯思維能力和解決問題的能力。我特彆喜歡書中對“權衡”的強調,比如在講解不同數據結構時,作者會反復對比它們在時間復雜度、空間復雜度上的優劣,並引導讀者思考在不同場景下應該如何選擇最閤適的數據結構。這種“沒有銀彈”的理念,讓我認識到,計算機科學並非隻有一種最優解,而是需要根據實際情況進行靈活的取捨。書中的案例分析也寫得非常深入,它不僅僅是簡單地展示代碼,而是會從問題的本質齣發,分析為什麼需要用特定的數據結構來解決,以及這種結構帶來瞭哪些好處。我希望這本書能讓我明白,學習數據結構的目的,是為瞭更好地設計和優化程序,而不是為瞭應付考試。它應該能幫助我建立起一種“從問題齣發,尋找最優解”的思維模式,並學會如何用數據結構來錶達和解決這些問題。我也期待書中能有一些“陷阱”或者“誤區”的提示,幫助我規避一些常見的錯誤,讓我的學習之路更加順暢。

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書角運輸的時候有輕微損壞

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好好學習天天嚮上不錯的書本,啦啦啦啦啦咯啦咯啦咯啦

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看瞭一部分,寫的不錯。不過對這種教師體文,或者教師職業人寫的書,有時感覺彆扭,話裏話外,生怕彆人不知道他牛X!

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買的全套,非常便宜,送貨到傢也很方便,不錯,下次繼續支持

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用著還可以,沒有基礎的可以看看,如果想學習的更深入,這個就太簡單瞭。

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算是一個IT職場老人瞭,再次拿起這些基礎書看的時候,最直接的感覺就是為啥當初大學裏的教材不是這樣的,如果是這樣。。。。

評分

很不錯 數據結構很經典的一部書 很喜歡 物流也很給力 早上下單 下午就到 傢裏沒人 自己去倉庫提的 快遞小哥也很辛苦

評分

¥46.60

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