面向算法设计的数据结构（C++语言版） pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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谢勰著

图书标签:

数据结构
算法设计
C++
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出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302411529

版次：1

商品编码：11851367

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名：高等学校计算机专业规划教材

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

具体描述

编辑推荐

（1）基于抽象数据类型讲解数据结构，以“积木式”组件方案构建程序。

（2）以算法分析为导向，以算法效率为准绳，实现数据结构的算法性能提升。

（3）以C++语言描述程序，遵循C++11标准。

（4）以标准模板库（STL）高效地编写C++程序代码。

内容简介

　　本书按照计算机发展的时间和历史，从理论到器件，从简单器件到复杂器件，由浅到深，详细描述计算机内部各种部件的原理和应用。本书学术思想新颖*面，很多内容是国内书上*一次出现，主要描述计算机数字和逻辑的基本原理及理论，如数字与逻辑的概念，数制、运算、编码和数字系统，逻辑门，布尔代数和逻辑化简，组合逻辑，组合逻辑电路函数，触发器和相关器件，计数器，移位寄存器，内存和外存，微处理器、计算机和总线，数字信号处理，集成电路技术，单片式计算机，计算机的发展与理论，错误检测与纠错代码。另外本书还有附录，包括本书关键术语、2的幂次表、数量级表等，本书的*后是参考文献，以便读者今后在程序设计和计算机及处理器的设计时查阅。本书适合作为高等院校计算机专业及相关专业本科生及研究生的教材，也可以作为自学者和开发者的参考用书。

前言/序言

范文澜曾云“板凳要坐十年冷”, Peter Norvig也写过一篇异曲同工的Teach Yourself Programming in Ten Years妙文. 尽管一般人不可能用十年去培养非常专业的功底, 但我们希望在有限的课程时间内培养出学生的基本技能, 并为他们打开程序设计这扇神奇之窗.那么如何尽快学会搭建程序呢? 乐高积木为我们提供了一种很好的思路, 学生只需使用基本的“积木式”组件便可迅速完成程序设计. 抽象数据类型正是这样的积木, 而C++的标准模板库(STL)已为我们准备好了.在学会组建程序的基础上, 我们要求从算法角度分析效率, 而抽象数据类型的简约性更利于我们在宏观上尽快给出优良的方案设计. 因此, 贯穿全书的主线是抽象数据类型的选择、使用和组合.我们特别强调在抽象数据类型选用时必须以算法分析为导向, 以算法效率为准绳. 对于以不同抽象数据类型为要素的实现方案, 其选择标准是完成整个方案所需的时空开销.此外, 我们还会关注同一抽象数据类型在不同数据结构实现下的性能差异. 在上述思想指导下, 本书力求给出一种全新的模式, 让学生尽快学会高效使用抽象数据类型, 最终为后续的算法设计课程打下坚实的基础.

《算法的基石：精通数据结构与C++实践》内容简介在飞速发展的计算机科学领域，算法是解决问题的核心驱动力，而数据结构则是支撑高效算法的坚实地基。本书《算法的基石：精通数据结构与C++实践》将带领读者深入探索那些构筑现代软件系统的基本数据组织方式，并在此基础上，通过C++语言这一强大而灵活的工具，学习如何设计、实现和分析各种经典的算法。本书旨在为学习者提供一个全面而深入的视角，理解数据结构与算法之间的协同关系。我们不仅仅是罗列各种数据结构和算法的定义，更侧重于揭示它们背后的设计思想、适用场景以及性能权衡。通过系统性的讲解和丰富的实例，读者将能够构建扎实的数据结构理论基础，并掌握将这些理论转化为实际高效C++代码的能力。本书的独特之处与核心内容本书的叙述逻辑清晰，从最基本的数据组织单元出发，逐步深入到更复杂、更抽象的数据结构。每一章的内容都力求详尽，并紧密结合C++的特性进行讲解。 1. 数据结构基础：构建高效的数字世界线性结构：有序的序列数组（Array）与向量（Vector）: 探讨固定大小数组的优势与限制，以及C++标准库中动态数组`std::vector`的强大之处，包括其内存管理、随机访问的O(1)效率，以及在插入和删除操作时的时空复杂度分析。我们将深入理解`vector`的底层实现机制，例如扩容策略，以及如何利用迭代器进行高效遍历。链表（Linked List）: 详细介绍单向链表、双向链表和循环链表，分析它们在插入、删除操作上的优势（O(1)），以及与数组在内存访问模式上的差异。本书将指导读者亲手实现这些链表结构，理解指针在动态内存管理中的作用，并分析其在特定场景下的应用。栈（Stack）与队列（Queue）: 讲解这两种基础的线性抽象数据类型（ADT），深入理解它们的“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）原则。我们将通过C++实现，例如利用`std::vector`或链表作为底层存储，并探讨它们在函数调用栈、表达式求值、广度优先搜索（BFS）等实际应用中的作用。非线性结构：多维度的信息组织树（Tree）: 二叉树（Binary Tree）: 深入剖析二叉树的定义、遍历（前序、中序、后序）以及各种递归和迭代实现方式。二叉搜索树（Binary Search Tree, BST）: 详细讲解BST的性质，以及在查找、插入、删除操作中的平均和最坏情况复杂度。我们将进一步探讨如何优化BST的性能，例如通过平衡二叉搜索树（AVL树、红黑树）来解决退化问题。堆（Heap）: 介绍最大堆和最小堆的概念，以及它们在优先队列（Priority Queue）中的核心作用。本书将带领读者实现堆排序算法，并分析堆在诸如Dijkstra算法和Prim算法中的应用。 B树（B-Tree）与B+树（B+ Tree）: 针对大规模数据的存储和检索需求，详细讲解B树及其变种B+树的结构和特性，重点阐述它们在文件系统和数据库索引中的关键作用，分析其磁盘I/O优化的原理。图（Graph）: 图的表示: 详尽介绍邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List）两种表示方式，分析它们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，并提供C++的多种实现。通过丰富的图论问题，如连通分量、拓扑排序，来加深对DFS和BFS的理解。最短路径算法: 详细讲解Dijkstra算法、Bellman-Ford算法，以及Floyd-Warshall算法，分析它们的原理、复杂度以及适用的图的类型（单源最短路径、所有顶点对最短路径，是否包含负权边）。最小生成树算法: 重点介绍Prim算法和Kruskal算法，阐述它们如何构建图的最小生成树，并分析其在网络设计等问题中的应用。散列表（Hash Table）: 哈希函数: 深入探讨设计高效哈希函数的原则，包括冲突避免和均匀分布。冲突解决: 详细讲解链地址法（Chaining）和开放地址法（Open Addressing）等冲突解决技术，并分析它们的性能影响。 C++中的`std::unordered_map`和`std::unordered_set`: 结合C++标准库中的哈希表实现，讲解它们的使用方法、内部机制以及性能特点。 2. 算法设计与分析：通往高效解决方案的路径算法复杂度分析: 强调时间复杂度（O，Ω，Θ）和空间复杂度的概念，教授如何分析算法的效率，并掌握大O表示法。基本算法模式: 分治法（Divide and Conquer）: 以归并排序（Merge Sort）、快速排序（Quick Sort）和二分查找（Binary Search）等经典算法为例，深入理解分治法的递归思想。动态规划（Dynamic Programming, DP）: 讲解DP的核心思想——最优子结构和重叠子问题，通过背包问题、最长公共子序列（LCS）、斐波那契数列等示例，引导读者掌握DP的递推关系建立和状态转移。贪心算法（Greedy Algorithm）: 介绍贪心选择的策略，并通过活动选择问题、霍夫曼编码等例子，说明何时可以应用贪心算法，以及其局限性。回溯法（Backtracking）: 讲解回溯法的思想，通过N皇后问题、数独求解等问题，演示如何通过系统性地搜索所有可能的解，并在不满足条件时进行剪枝。图算法进阶: 除了基础的图遍历和最短路径，还将涉及有向无环图（DAG）的拓扑排序，以及匹配算法等。字符串匹配算法: 讲解朴素字符串匹配，并深入分析KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，理解其模式匹配的优化原理。 3. C++实践与进阶: 面向对象的设计: 强调如何利用C++的类和对象来封装数据结构，实现代码的模块化和重用。模板（Templates）: 深入讲解C++模板技术，如何编写通用的数据结构和算法，使其能够处理不同类型的数据。 STL（Standard Template Library）: 全面介绍STL的容器（`vector`, `list`, `deque`, `set`, `map`, `unordered_set`, `unordered_map`等）、迭代器、算法库（`sort`, `find`, `copy`等）以及函数对象，指导读者如何高效地利用STL来构建程序，并理解其背后的设计哲学。内存管理: 讲解C++的动态内存分配 (`new`, `delete`)，智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）的使用，以及如何避免内存泄漏。调试技巧: 提供有效的C++代码调试方法，帮助读者快速定位和解决程序中的bug。本书的目标读者本书适合于计算机科学、软件工程、人工智能等相关专业的本科生、研究生，以及有志于提升自身编程能力和算法素养的在职开发者。无论您是初学者，还是已有一定编程基础，本书都将是您学习和掌握数据结构与算法的宝贵资源。学习效果通过学习本书，您将能够：深刻理解各种基本和高级数据结构的原理、特性和实现。熟练掌握常见的算法设计技巧，并能根据问题选择合适的算法。高效地利用C++语言及STL库实现数据结构和算法。准确地分析算法的时间复杂度和空间复杂度。构建更优、更鲁棒的软件解决方案。为进一步学习更复杂的算法和计算机科学理论打下坚实基础。《算法的基石：精通数据结构与C++实践》不仅仅是一本技术手册，更是一次思维的启迪之旅。我们相信，掌握了本书的内容，您将拥有驾驭复杂计算问题的强大能力，在技术的世界里游刃有余。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，理解数据结构不仅仅是掌握几种抽象模型，更重要的是理解它们背后的设计哲学和权衡。这本书在这方面做得非常出色。它没有生硬地讲解概念，而是通过一个又一个与算法设计息息相关的场景，自然而然地引出各种数据结构。比如，在讲解图的遍历时，作者会详细分析DFS和BFS的原理，以及它们分别适合解决哪些问题，然后顺势引出邻接表和邻接矩阵这两种不同的图的表示方法，并对比它们的优劣。这种“由应用驱动”的学习方式，让我对每个数据结构的理解更加深刻，也更能体会到它们在实际问题中的价值。C++的语言特性在书中也得到了充分的利用，作者巧妙地运用模板、泛型编程等技术，使得代码既通用又高效。我对书中关于动态规划和分治算法的章节印象尤为深刻，作者通过将具体问题与相应的数据结构巧妙地结合，揭示了算法设计的本质。总而言之，这本书不仅是一本数据结构教材，更是一本算法设计思维的启蒙书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于，它将数据结构的概念与算法设计的实际需求紧密结合，而不是孤立地讲解。作者从算法的视角出发，引导读者去理解为什么需要某种数据结构，以及如何利用它来优化算法的性能。我非常喜欢书中关于哈希表和字典树的章节，作者用非常生动形象的例子，解释了它们的设计思想和应用场景，并提供了清晰的C++实现。在阅读过程中，我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去探索和思考。C++的语言优势在书中得到了充分的体现，作者利用STL中的容器和算法，以及一些高级的编程技巧，写出了既高效又易于理解的代码。这本书对于我这样想要深入理解算法原理的开发者来说，无疑是一笔宝贵的财富。它不仅让我掌握了常见的数据结构，更重要的是，它培养了我从算法设计的角度去思考数据结构的能力，这对于提升我的编程功底至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对我这个在算法学习道路上磕磕绊绊的开发者来说，简直是一场及时雨。我之前接触过一些数据结构的书籍，但总感觉它们偏重于理论的罗列，对于如何将其巧妙地应用于实际的算法设计中，讲解得不够透彻。这本书的独特之处在于，它将数据结构与算法设计紧密地结合起来，仿佛在教我如何使用乐高积木来搭建精巧的机械装置。作者的逻辑非常清晰，循序渐进，从最基本的数据存储方式开始，逐步深入到更复杂的数据结构，并且在每一个环节都强调了这些结构对于提升算法效率的重要性。书中大量的C++代码示例，不仅写得规范，而且逻辑严谨，包含了许多我之前从未注意到的细节，比如内存管理、迭代器的高级用法等等。更重要的是，作者不仅仅停留在“是什么”的层面，而是深入探讨了“为什么”要选择某种数据结构，以及在不同的场景下，哪种数据结构更为合适。这种“知其然，更知其所以然”的学习过程，让我对数据结构和算法有了更深刻的理解，也更加自信地去解决实际编程中的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常吸引人，充满了对技术的热情和深度思考。作者在讲解数据结构时，不仅仅是给出定义和实现，而是将它们置于算法设计的宏大背景下进行阐述。我尤其欣赏作者在分析每种数据结构的优劣时，所进行的细致的复杂度分析，并结合实际的应用场景，给出了清晰的指导。C++作为一门在工程领域广泛应用的语言，书中对它的运用非常到位，代码示例既体现了语言的特性，又注重了代码的可读性和效率。例如，在讲解平衡二叉树时，作者不仅解释了红黑树的插入和删除操作，还深入剖析了其自平衡的机制，并将其与实际应用中的场景联系起来，比如数据库索引等。这种深度和广度的结合，让我在学习过程中受益匪浅。这本书的内容组织非常合理，从基础的数据结构到高级的算法应用，层层递进，逻辑清晰。我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在学习一种解决问题的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就很有意思，简洁大气，主色调是沉静的蓝色，给人一种专业而可靠的感觉。当翻开书页，扑面而来的是严谨而又不失条理的逻辑。我一直对算法设计怀有浓厚的兴趣，但总觉得在数据结构这块基础不够扎实，导致学习算法时常常事倍功半。这本书的标题就直击我的痛点——“面向算法设计的数据结构”，这让我眼前一亮，仿佛看到了解决我困惑的钥匙。作者在开篇就非常清晰地阐述了数据结构与算法之间的紧密联系，而不是简单地罗列各种数据结构，而是从算法的需求出发，引出相应的数据结构，这种视角非常独特。我特别欣赏作者在讲解每个数据结构时，都会先介绍其解决的核心问题，然后再深入剖析其内部实现原理，包括时间复杂度和空间复杂度分析也做得非常细致。C++作为一门强大的语言，在书中得到了充分的运用，代码示例清晰易懂，并且注重了效率和工程实践。阅读过程中，我感觉自己不再是被动地记忆知识点，而是被引导着去理解数据结构背后的设计思想，以及它们如何在算法的舞台上大放异彩。这本书的内容深度和广度都恰到好处，既有对基础概念的深入浅出讲解，又不乏对一些高级数据结构的探讨。

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