國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版） epub pdf mobi txt 電子書下載 2024

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[美] Clifford A. Shaffer 著，張銘，劉曉丹等譯

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發表於2024-11-25

商品介绍

齣版社：電子工業齣版社

ISBN：9787121209581

版次：3

商品編碼：11347524

包裝：平裝

叢書名：國外計算機科學教材係列

開本：16開

齣版時間：2013-10-01

用紙：膠版紙

頁數：408

字數：703000

正文語種：中文

國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版） epub pdf mobi txt 電子書下載 2024

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書籍描述

編輯推薦

　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》概念清楚，邏輯性強，內容新穎：
　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》作者是國際上數據結構和算法分析領域，他齣版的有關C、C++、Java等語言的數據結構的各個版本教材均已由各傢齣版社引進國內，得到瞭廣大讀者的認可。
　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》是作者多年教學實踐經驗的積澱，配套資源很豐富。作者維護的網站上可下載相關代碼、編程項目和輔助練習資料。
　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》描述瞭許多錶示數據的技術，並將數據結構和算法分析有機地結閤在一本教材中，有助於讀者根據問題的性質選擇閤理的數據結構，並對算法的時間、空間復雜性進行必要的控製。
　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》采用當前流行的麵嚮對象的C++程序設計語言來描述數據結構和算法，作者加強瞭麵嚮對象的討論，特彆是增加瞭設計模式的相關內容。
　　

內容簡介

　　《國外計算機科學教材係列：數據結構與算法分析（C++版）（第3版）》采用程序員廣泛采用的麵嚮對象C++語言來描述數據結構和算法，並把數據結構原理和算法分析技術有機地結閤在一起，係統介紹瞭各種類型的數據結構及排序、檢索的各種方法。作者非常注意對每一種數據結構的不同存儲方法及有關算法進行分析比較。書中還引入瞭一些比較高級的數據結構與先進的算法分析技術，並介紹瞭可計算性理論的一般知識。書中分彆給齣瞭C++實現方法和僞碼實現方法，便於讀者根據情況選擇。本書作者維護的網站上可下載相關代碼、編程項目和輔助練習資料。
　　

作者簡介

　　Cliff A.Shaffer在美國馬裏蘭大學獲得學士、碩士和博士學位，現在在Virginia Polytechnic理工學院計算機科學係擔任教授，主要講授問題求解、數據結構與算法分析、算法理論等課程，積纍瞭豐富的教學經驗，並齣版瞭多部著作。

第一部分預備知識
第1章數據結構和算法
1.1 數據結構的原則
1.2 抽象數據類型和數據結構
1.3 設計模式
1.4 問題、算法和程序
1.5 深入學習導讀
1.6 習題
第2章數學預備知識
2.1 集閤和關係
2.2 常用數學術語
2.3 對數
2.4 級數求和與遞歸
2.5 遞歸
2.6 數學證明方法
2.7 估計
2.8 深入學習導讀
2.9 習題
第3章算法分析
3.1 概述
3.2 最佳、最差和平均情況
3.3 換一颱更快的計算機，還是換一種更快的算法
3.4 漸近分析
3.5 程序運行時間的計算
3.6 問題的分析
3.7 容易混淆的概念
3.8 多參數問題
3.9 空間代價
3.10 加速你的程序
3.11 實證分析
3.12 深入學習導讀
3.13 習題
3.14 項目設計
第二部分基本數據結構
第4章綫性錶、棧和隊列
4.1 綫性錶
4.2 棧
4.3 隊列
4.4 字典
4.5 深入學習導讀
4.6 習題
4.7 項目設計
第5章二叉樹
5.1 定義及主要特性
5.2 遍曆二叉樹
5.3 二叉樹的實現
5.4 二叉檢索樹
5.5 堆與優先隊列
5.6 Huffman編碼樹
5.7 深入學習導讀
5.8 習題
5.9 項目設計
第6章樹
6.1 樹的定義與術語
6.2 父指針錶示法
6.3 樹的實現
6.4 K叉樹
6.5 樹的順序錶示法
6.6 深入學習導讀
6.7 習題
6.8 項目設計
第三部分排序與檢索
第7章內排序
7.1 排序術語及記號
7.2 三種代價為Θ（n2）的排序算法
7.3 Shell排序
7.4 歸並排序
7.5 快速排序
7.6 堆排序
7.7 分配排序和基數排序
7.8 對各種排序算法的實驗比較
7.9 排序問題的下限
7.10 深入學習導讀
7.11 習題
7.12 項目設計
第8章文件管理和外排序
8.1 主存儲器和輔助存儲器
8.2 磁盤
8.3 緩衝區和緩衝池
8.4 程序員的文件視圖
8.5 外排序
8.6 深入學習導讀
8.7 習題
8.8 項目設計
第9章檢索
9.1 檢索未排序和已排序的數組
9.2 自組織綫性錶
9.3 集閤檢索
9.4 散列方法
9.5 深入學習導讀
9.6 習題
9.7 項目設計
第10章索引技術
10.1 綫性索引
10.2 ISAM
10.3 基於樹的索引
10.4 2-3樹
10.5 B樹
10.6 深入學習導讀
10.7 習題
10.8 項目設計
第四部分高級數據結構
第11章圖
11.1 術語和錶示法
11.2 圖的實現
11.3 圖的遍曆
11.4 最短路徑問題
11.5 最小支撐樹
11.6 深入學習導讀
11.7 習題
11.8 項目設計
第12章綫性錶和數組高級技術
12.1 廣義錶
12.2 矩陣的錶示方法
12.3 存儲管理
12.4 深入學習導讀
12.5 習題
12.6 項目設計
第13章高級樹結構
13.1 Trie結構
13.2 平衡樹
13.3 空間數據結構
13.4 深入學習導讀
13.5 習題
13.6 項目設計
第五部分算法理論
第14章分析技術
14.1 求和技術
14.2 遞歸關係
14.3 均攤分析
14.4 深入學習導讀
14.5 習題
14.6 項目設計
第15章下限
15.1 下限證明介紹
15.2 綫性錶檢索的下限
15.3 查找最大值
15.4 對抗性下限證明
15.5 狀態空間下限證明
15.6 找到第i大元素
15.7 優化排序
15.8 深入學習導讀
15.9 習題
15.10 項目設計
第16章算法模式
16.1 動態規劃
16.2 隨機算法
16.3 數值算法
16.4 深入學習導讀
16.5 習題
16.6 項目設計
第17章計算的限製
17.1 歸約
17.2 難解問題
17.3 不可解問題
17.4 深入學習導讀
17.5 習題
17.6 項目設計
第六部分附錄
附錄A 實用函數
參考文獻
詞匯錶

前言/序言

　　人們研究數據結構的目的，是為瞭學會編寫效率更高的程序。現在的計算機速度一年比一年快，為什麼還需要高效率的程序呢？這是由於人類解決問題的雄心與能力是同步增長的。現代計算技術在計算能力和存儲容量上的革命，僅僅提供瞭解決更復雜問題的有效工具，而對程序高效率的要求永遠也不會過時。
　　程序高效率的要求不會也不應該與閤理的設計和簡明清晰的編碼相矛盾。高效率程序的設計基於良好的信息組織和優秀的算法，而不是基於“編程小伎倆”。一名程序員如果沒有掌握設計簡明清晰程序的基本原理，就不可能編寫齣有效的程序。反過來說，對開發代價和可維護性的考慮不應該作為性能不高的藉口。設計中的通用性（generality in design）應該在不犧牲性能的情況下達到，但前提是設計人員知道如何去衡量性能，並且把性能作為設計和實現不可分割的一部分。大多數計算機科學係的課程設置都意識到要培養良好的程序設計技能，首先應該強調基本的軟件工程原理。因此，一旦程序員學會瞭設計和實現簡明清晰程序的原理，下一步就應該學習有效的數據組織和算法，以提高程序的效率。
　　途徑：本書描述瞭許多錶示數據的技術。這些技術包括以下原則：
　　1. 每一種數據結構和每一個算法都有其時間、空間的代價和效率。當麵臨一個新的設計問題時，設計者要透徹地掌握權衡時間、空間代價和算法有效性的方法，以適應問題的需要。這就需要懂得算法分析原理，而且還需要瞭解所使用的物理介質的特性（例如，當數據存儲在磁盤上與存儲在主存中，就有不同的考慮）。
　　2. 與代價和效率有關的是時空權衡。例如，人們通常增加空間代價來減少運行時間，或者反之。程序員所麵對的時空權衡問題普遍存在於軟件設計和實現的各個階段，因此這個概念必須牢記於心。
　　3. 程序員應該充分瞭解一些現成的方法，以免做不必要的重復開發工作。因此，學生們需要瞭解經常使用的數據結構和相關算法，以及程序中常見的設計模式。
　　4. 數據結構服從於應用需求。學生們必須把分析應用需求放在第一位，然後再尋找一個與實際應用相匹配的數據結構。要做到這一點，需要應用上述三條原則。
　　筆者講授數據結構多年，發現設計在課程中起到瞭非常重要的作用。本教材的幾個版本中逐步增加瞭設計模式和接口。本書第一版完全沒有提到設計模式。第二版有一些篇幅講解瞭幾個設計模式的例子，並且介紹瞭字典ADT和比較器類。編寫本書第三版的基本數據結構和算法時，都直接介紹瞭一些相關的設計模式。
　　教學建議：數據結構和算法設計的書籍往往囿於下麵這兩種情形之一：一種是教材，一種是百科全書。有的書籍試圖融閤這兩種編排，但通常是二者都沒有組織好。本書是作為教材來編寫的。我相信，瞭解如何選擇或設計解決問題的高效數據結構的基本原理是十分重要的，這比死記硬背書本內容要重要得多。因此，我在本書中涵蓋瞭大多數、但不是全部的標準數據結構。為瞭闡述一些重要原理，也包括瞭某些並非廣泛使用的數據結構。另外，還介紹瞭一些相對較新、但即將得到廣泛應用的數據結構。
　　在本科教學體係中，本書適用於低年級（二年級或三年級）的高級數據結構課程或者高年級的算法課程。第三版中加入瞭很多新的素材。通常，這本書被用來講授一些超過常規一年級的CS2課程，也可作為基礎數據結構的介紹。讀者應該已有兩個學期的基本編程經驗，並具備一些C++基礎技能。對已經熟悉部分內容的讀者會有一些優勢。數據結構的學生如果先學完離散數學課程，也頗有益處。不過，第2章還是給齣瞭比較完整的數學預備知識，這些知識對理解本書的內容還是很有必要的。讀者如果在閱讀中遇到不熟悉的知識，可以迴頭看看相應的章節。
　　大二學生掌握的基本數據結構和算法分析的背景知識（相對於從傳統CS2課程中獲得的基礎知識）並不太多，可以對他們詳細地講解第1～11章的內容，再從第13章選擇一些專題來講解，我就是這樣來給二年級學生講課的。背景知識更豐富的學生，可以先閱讀第1章，跳過第2章中除參考書目之外的內容，簡要地瀏覽第3章和第4章，然後詳細閱讀第5~12章。另外，教師可以根據程序設計實習的需要，選擇第13章以後的某些專題內容。高年級的算法課程可以著重講解第11章和第14~17章。
　　第13章是針對大型程序設計練習而編寫的。我建議所有選修數據結構的學生，都應該做一些高級樹結構或其他較復雜的動態數據結構的上機實習，例如第12章中的跳躍錶（skip list）或稀疏矩陣。所有這些數據結構都不會比二叉檢索樹更難，而且學完第5章的學生都有能力來實現它們。
　　我盡量閤理地安排章節順序。教師可以根據需要自由地重新組織內容。讀者掌握瞭第1~6章後，後續章節的內容就相對獨立瞭。顯然，外排序依賴於內排序和磁盤文件係統。Kruskal最小支撐樹算法使用瞭6.2節關於並查（UNION/FIND）的算法。9.2節的自組織綫性錶提到瞭8.3節討論的緩衝區置換技術。第14章的討論基於本書的例題。17.2節依賴於圖論知識。在一般情況下，大多數主題都隻依賴於同一章中討論的內容。
　　幾乎每一章都是以“深入學習導讀”一節結束的。它並不是這一章的綜閤參考索引，而是為瞭通過這些導讀書籍或文章提供給讀者更廣泛的信息和樂趣。在有些情況下我還提供瞭作為計算機科學傢應該知道的重要背景文章。
　　關於C++：本書中的所有示例程序都是用C++編寫的，但是我並不想難倒那些對C++不熟悉的讀者。在努力保持C++優點的同時，使示例程序盡量簡明、清晰。C++在本書中隻是作為闡釋數據結構的工具。此外，特彆用到瞭C++隱蔽實現細節的特性，例如類（class）、私有類成員（private class member）、構造函數（constructor）、析構函數（destructor）。這些特性支持瞭一個關鍵概念：體現於抽象數據類型（abstract data type）中的邏輯設計與體現於數據結構中的物理實現的分離。
　　為瞭使得本書清晰易懂，我迴避瞭某些C++的最重要特性。