麵嚮算法設計的數據結構（C++語言版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝勰 著

圖書標籤:

• 數據結構
• 算法設計
• C++
• 程序設計
• 計算機科學
• 算法
• 數據存儲
• STL
• 代碼實現
• 學習
• 教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302411529

版次：1

商品編碼：11851367

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 高等學校計算機專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

編輯推薦

（1）基於抽象數據類型講解數據結構，以“積木式”組件方案構建程序。

（2）以算法分析為導嚮，以算法效率為準繩，實現數據結構的算法性能提升。

（3）以C++語言描述程序，遵循C++11標準。

（4）以標準模闆庫（STL）高效地編寫C++程序代碼。

內容簡介

　　本書按照計算機發展的時間和曆史，從理論到器件，從簡單器件到復雜器件，由淺到深，詳細描述計算機內部各種部件的原理和應用。本書學術思想新穎*麵，很多內容是國內書上*一次齣現，主要描述計算機數字和邏輯的基本原理及理論，如數字與邏輯的概念，數製、運算、編碼和數字係統，邏輯門，布爾代數和邏輯化簡，組閤邏輯，組閤邏輯電路函數，觸發器和相關器件，計數器，移位寄存器，內存和外存，微處理器、計算機和總綫，數字信號處理，集成電路技術，單片式計算機，計算機的發展與理論，錯誤檢測與糾錯代碼。另外本書還有附錄，包括本書關鍵術語、2的冪次錶、數量級錶等，本書的*後是參考文獻，以便讀者今後在程序設計和計算機及處理器的設計時查閱。本書適閤作為高等院校計算機專業及相關專業本科生及研究生的教材，也可以作為自學者和開發者的參考用書。

目錄

第1章算法

1.1概述

1.2[實例]二分查找

1.3程序性能與算法分析

1.3.1時間復雜度

1.3.2空間復雜度

1.4漸近記號

1.5[技巧]階的快速比較*

1.5.1加和型無窮大量階的比較

1.5.2乘積型無窮大量階的比較

1.5.3對數型無窮大量階的比較

1.6習題

第2章抽象數據類型

2.1概述

2.2[實例]在數據集中查找給定值

2.2.1缺點一：長度受限製

2.2.2缺點二：有序則難變

2.2.3缺點三：查變難兩全

2.2.4查找問題的抽象數據類型視角

2.3數據庫與數據集

2.3.1數據庫

2.3.2數據集

2.4功能與實現

2.4.1嚮量的伸縮

2.4.2有序嚮量實現

2.4.3無序嚮量實現

2.4.4對比

2.5[技巧]組裝使用

2.6STL容器一覽

2.7設計模式

2.7.1迭代器

2.7.2適配器

2.7.3組閤

2.8習題

第3章嚮量

3.1概述

3.2[使用]vectoz

3.3vector的簡要實現

3.4加倍技術*

3.5[技巧]物理存儲與進製換算

3.5.1一維數組

3.5.2二維數組

3.5.3多維嚮量

3.6[技巧]自然數映射與下標

3.7[實例]矩陣的嚮量實現

3.7.1矩陣的簡易實現

3.7.2稀疏矩陣

3.8習題

第4章遞歸

4.1概述

4.2[技巧]遞歸設計與歸納證明

4.3遞歸與進程模型

4.4遞歸算法性能分析

4.5[實例]排列生成器*

4.5.1利用vector傳值實現

4.5.2利用vector引用實現

4.6[實例]樂高鋪磚

4.7習題

第5章棧

5.1概述

5.2[使用]stack

5.3stack的簡要實現

5.4[技巧]邏輯錶達式優化

5.5[實例]路徑搜索

5.6習題

第6章隊列

6.1概述

6.2[使用]queue

6.3[技巧]循環嚮量設計

6.3.1使用兩個位置指示

6.3.2使用計數信息

6.4queue的簡要實現

6.5[實例]賈憲三角

6.6[技巧]排隊組織與內蘊次序

6.7習題

第7章鏈

7.1概述

7.2[使用]list

7.3[技巧]用於鏈接的指針

7.3.1利用指針實現鏈接功能

7.3.2使用真實鏈首元素指針

7.3.3使用啞結點解決空鏈判斷問題

7.4鏈的變種

7.4.1單鏈

7.4.2單循環鏈

7.4.3雙循環鏈

7.5list的簡要實現

7.6[技巧]基於歸納的初始條件選取

7.7[實例]歸並排序

7.8習題

第8章二叉樹

8.1概述.

8.2二叉樹與樹

8.3[技巧]二叉樹遍曆

8.4[技巧]遞歸處理二叉樹

8.5[實例]二叉查找樹

8.5.1特性

8.5.2查找

8.5.3插入

8.5.4：刪除

8.5.5迭代器

8.5.6效率

8.6習題

第9章集閤

9.1概述

9.2[使用]set與multiset

9.3[實例]尋找寶藏

9.4[技巧]哨兵

9.4.1綫性查找中的哨兵

9.4.2二叉查找樹中的哨兵

9.5[技巧]集閤與序關係

9.5.1排序

9.5.2中位數

9.6[技巧]不相交集

9.7習題

第10章優先級隊列

10.1概述

10.2[使用]priority—queue

10.3[技巧]維護最大元

10.4priority-queue的簡要實現

10.5[實例]堆排序

10.5.1數據組織與排序

10.5.2建堆算法

10.6[實例]Huffman編碼

10.7習題

第11章圖

11.1概述

11.2圖的錶示

11.2.1鄰接矩陣

11.2.2鄰接錶

11.2.3選用

11.3圖類

11.3.1有嚮圖類

11.3.2加權有嚮圖類

11.3.3加權無嚮圖類

11.4f技巧]編號與反嚮映射

11.5[技巧]DFS和BFS

11.5.1深度優先搜索

11.5.2廣度優先搜索

11.5.3若乾應用

11.6[實例]最短路徑*

11.6.1Diiikstra算法

11.6.2Bellman—Ford—Moore算法

11.6.3Floyd—Warshall算法

11.7[實例]最小生成樹

11.7.1Kruskal算法

11.7.2Prim算法

11.8習題

第12章實驗

12.1多維求和

12.1.1一維部分和

12.1.2實驗要求

12.1.3評注與引申

12.2幻方計數

12.2.1排列

12.2.2實驗要求

12.2.3評注與引申

12.3隨機行走

12.3.1僞隨機數生成

12.3.2實驗要求

12.3.3評注與引申

12.4紙牌遊戲

12.4.1可數集

12.4.2實驗要求

12.4.3評注與引申

12.5迷宮生成

12.5.1隔闆型迷宮

12.5.2實驗要求

12.5.3評注與引申

12.6數據壓縮

12.6.1.存儲數據

12.6.2實驗要求

12.6.3評注與引申

12.7會場安排

12.7.1時間格式

12.7.2實驗要求

12.7.3評注與引申

12.8排序測試

12.8.1隨機置換

12.8.2實驗要求

12.8.3評注與引申

附錄A頭文件

A.1計時類

A.2book.h

附錄B中文參考書目

B.1國內數據結構教材

B.2數據結構教材（翻譯版）

B.3算法教材（翻譯版）

英文參考文獻

前言/序言

範文瀾曾雲“闆凳要坐十年冷”, Peter Norvig也寫過一篇異麯同工的Teach Yourself Programming in Ten Years妙文. 盡管一般人不可能用十年去培養非常專業的功底, 但我們希望在有限的課程時間內培養齣學生的基本技能, 並為他們打開程序設計這扇神奇之窗.那麼如何盡快學會搭建程序呢? 樂高積木為我們提供瞭一種很好的思路, 學生隻需使用基本的“積木式”組件便可迅速完成程序設計. 抽象數據類型正是這樣的積木, 而C++的標準模闆庫(STL)已為我們準備好瞭.在學會組建程序的基礎上, 我們要求從算法角度分析效率, 而抽象數據類型的簡約性更利於我們在宏觀上盡快給齣優良的方案設計. 因此, 貫穿全書的主綫是抽象數據類型的選擇、使用和組閤.我們特彆強調在抽象數據類型選用時必須以算法分析為導嚮, 以算法效率為準繩. 對於以不同抽象數據類型為要素的實現方案, 其選擇標準是完成整個方案所需的時空開銷.此外, 我們還會關注同一抽象數據類型在不同數據結構實現下的性能差異. 在上述思想指導下, 本書力求給齣一種全新的模式, 讓學生盡快學會高效使用抽象數據類型, 最終為後續的算法設計課程打下堅實的基礎.

《算法的基石：精通數據結構與C++實踐》 內容簡介 在飛速發展的計算機科學領域，算法是解決問題的核心驅動力，而數據結構則是支撐高效算法的堅實地基。本書《算法的基石：精通數據結構與C++實踐》將帶領讀者深入探索那些構築現代軟件係統的基本數據組織方式，並在此基礎上，通過C++語言這一強大而靈活的工具，學習如何設計、實現和分析各種經典的算法。 本書旨在為學習者提供一個全麵而深入的視角，理解數據結構與算法之間的協同關係。我們不僅僅是羅列各種數據結構和算法的定義，更側重於揭示它們背後的設計思想、適用場景以及性能權衡。通過係統性的講解和豐富的實例，讀者將能夠構建紮實的數據結構理論基礎，並掌握將這些理論轉化為實際高效C++代碼的能力。 本書的獨特之處與核心內容 本書的敘述邏輯清晰，從最基本的數據組織單元齣發，逐步深入到更復雜、更抽象的數據結構。每一章的內容都力求詳盡，並緊密結閤C++的特性進行講解。 1. 數據結構基礎：構建高效的數字世界 綫性結構：有序的序列 數組（Array）與嚮量（Vector）: 探討固定大小數組的優勢與限製，以及C++標準庫中動態數組`std::vector`的強大之處，包括其內存管理、隨機訪問的O(1)效率，以及在插入和刪除操作時的時空復雜度分析。我們將深入理解`vector`的底層實現機製，例如擴容策略，以及如何利用迭代器進行高效遍曆。 鏈錶（Linked List）: 詳細介紹單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶和循環鏈錶，分析它們在插入、刪除操作上的優勢（O(1)），以及與數組在內存訪問模式上的差異。本書將指導讀者親手實現這些鏈錶結構，理解指針在動態內存管理中的作用，並分析其在特定場景下的應用。 棧（Stack）與隊列（Queue）: 講解這兩種基礎的綫性抽象數據類型（ADT），深入理解它們的“後進先齣”（LIFO）和“先進先齣”（FIFO）原則。我們將通過C++實現，例如利用`std::vector`或鏈錶作為底層存儲，並探討它們在函數調用棧、錶達式求值、廣度優先搜索（BFS）等實際應用中的作用。 非綫性結構：多維度的信息組織 樹（Tree）: 二叉樹（Binary Tree）: 深入剖析二叉樹的定義、遍曆（前序、中序、後序）以及各種遞歸和迭代實現方式。 二叉搜索樹（Binary Search Tree, BST）: 詳細講解BST的性質，以及在查找、插入、刪除操作中的平均和最壞情況復雜度。我們將進一步探討如何優化BST的性能，例如通過平衡二叉搜索樹（AVL樹、紅黑樹）來解決退化問題。 堆（Heap）: 介紹最大堆和最小堆的概念，以及它們在優先隊列（Priority Queue）中的核心作用。本書將帶領讀者實現堆排序算法，並分析堆在諸如Dijkstra算法和Prim算法中的應用。 B樹（B-Tree）與B+樹（B+ Tree）: 針對大規模數據的存儲和檢索需求，詳細講解B樹及其變種B+樹的結構和特性，重點闡述它們在文件係統和數據庫索引中的關鍵作用，分析其磁盤I/O優化的原理。 圖（Graph）: 圖的錶示: 詳盡介紹鄰接矩陣（Adjacency Matrix）和鄰接錶（Adjacency List）兩種錶示方式，分析它們的優缺點及適用場景。 圖的遍曆: 深入講解深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）算法，並提供C++的多種實現。通過豐富的圖論問題，如連通分量、拓撲排序，來加深對DFS和BFS的理解。 最短路徑算法: 詳細講解Dijkstra算法、Bellman-Ford算法，以及Floyd-Warshall算法，分析它們的原理、復雜度以及適用的圖的類型（單源最短路徑、所有頂點對最短路徑，是否包含負權邊）。 最小生成樹算法: 重點介紹Prim算法和Kruskal算法，闡述它們如何構建圖的最小生成樹，並分析其在網絡設計等問題中的應用。 散列錶（Hash Table）: 哈希函數: 深入探討設計高效哈希函數的原則，包括衝突避免和均勻分布。 衝突解決: 詳細講解鏈地址法（Chaining）和開放地址法（Open Addressing）等衝突解決技術，並分析它們的性能影響。 C++中的`std::unordered_map`和`std::unordered_set`: 結閤C++標準庫中的哈希錶實現，講解它們的使用方法、內部機製以及性能特點。 2. 算法設計與分析：通往高效解決方案的路徑 算法復雜度分析: 強調時間復雜度（O，Ω，Θ）和空間復雜度的概念，教授如何分析算法的效率，並掌握大O錶示法。 基本算法模式: 分治法（Divide and Conquer）: 以歸並排序（Merge Sort）、快速排序（Quick Sort）和二分查找（Binary Search）等經典算法為例，深入理解分治法的遞歸思想。 動態規劃（Dynamic Programming, DP）: 講解DP的核心思想——最優子結構和重疊子問題，通過背包問題、最長公共子序列（LCS）、斐波那契數列等示例，引導讀者掌握DP的遞推關係建立和狀態轉移。 貪心算法（Greedy Algorithm）: 介紹貪心選擇的策略，並通過活動選擇問題、霍夫曼編碼等例子，說明何時可以應用貪心算法，以及其局限性。 迴溯法（Backtracking）: 講解迴溯法的思想，通過N皇後問題、數獨求解等問題，演示如何通過係統性地搜索所有可能的解，並在不滿足條件時進行剪枝。 圖算法進階: 除瞭基礎的圖遍曆和最短路徑，還將涉及有嚮無環圖（DAG）的拓撲排序，以及匹配算法等。 字符串匹配算法: 講解樸素字符串匹配，並深入分析KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，理解其模式匹配的優化原理。 3. C++實踐與進階: 麵嚮對象的設計: 強調如何利用C++的類和對象來封裝數據結構，實現代碼的模塊化和重用。 模闆（Templates）: 深入講解C++模闆技術，如何編寫通用的數據結構和算法，使其能夠處理不同類型的數據。 STL（Standard Template Library）: 全麵介紹STL的容器（`vector`, `list`, `deque`, `set`, `map`, `unordered_set`, `unordered_map`等）、迭代器、算法庫（`sort`, `find`, `copy`等）以及函數對象，指導讀者如何高效地利用STL來構建程序，並理解其背後的設計哲學。 內存管理: 講解C++的動態內存分配 (`new`, `delete`)，智能指針（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）的使用，以及如何避免內存泄漏。 調試技巧: 提供有效的C++代碼調試方法，幫助讀者快速定位和解決程序中的bug。 本書的目標讀者 本書適閤於計算機科學、軟件工程、人工智能等相關專業的本科生、研究生，以及有誌於提升自身編程能力和算法素養的在職開發者。無論您是初學者，還是已有一定編程基礎，本書都將是您學習和掌握數據結構與算法的寶貴資源。 學習效果 通過學習本書，您將能夠： 深刻理解各種基本和高級數據結構的原理、特性和實現。 熟練掌握常見的算法設計技巧，並能根據問題選擇閤適的算法。 高效地利用C++語言及STL庫實現數據結構和算法。 準確地分析算法的時間復雜度和空間復雜度。 構建更優、更魯棒的軟件解決方案。 為進一步學習更復雜的算法和計算機科學理論打下堅實基礎。 《算法的基石：精通數據結構與C++實踐》不僅僅是一本技術手冊，更是一次思維的啓迪之旅。我們相信，掌握瞭本書的內容，您將擁有駕馭復雜計算問題的強大能力，在技術的世界裏遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，理解數據結構不僅僅是掌握幾種抽象模型，更重要的是理解它們背後的設計哲學和權衡。這本書在這方麵做得非常齣色。它沒有生硬地講解概念，而是通過一個又一個與算法設計息息相關的場景，自然而然地引齣各種數據結構。比如，在講解圖的遍曆時，作者會詳細分析DFS和BFS的原理，以及它們分彆適閤解決哪些問題，然後順勢引齣鄰接錶和鄰接矩陣這兩種不同的圖的錶示方法，並對比它們的優劣。這種“由應用驅動”的學習方式，讓我對每個數據結構的理解更加深刻，也更能體會到它們在實際問題中的價值。C++的語言特性在書中也得到瞭充分的利用，作者巧妙地運用模闆、泛型編程等技術，使得代碼既通用又高效。我對書中關於動態規劃和分治算法的章節印象尤為深刻，作者通過將具體問題與相應的數據結構巧妙地結閤，揭示瞭算法設計的本質。總而言之，這本書不僅是一本數據結構教材，更是一本算法設計思維的啓濛書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格非常吸引人，充滿瞭對技術的熱情和深度思考。作者在講解數據結構時，不僅僅是給齣定義和實現，而是將它們置於算法設計的宏大背景下進行闡述。我尤其欣賞作者在分析每種數據結構的優劣時，所進行的細緻的復雜度分析，並結閤實際的應用場景，給齣瞭清晰的指導。C++作為一門在工程領域廣泛應用的語言，書中對它的運用非常到位，代碼示例既體現瞭語言的特性，又注重瞭代碼的可讀性和效率。例如，在講解平衡二叉樹時，作者不僅解釋瞭紅黑樹的插入和刪除操作，還深入剖析瞭其自平衡的機製，並將其與實際應用中的場景聯係起來，比如數據庫索引等。這種深度和廣度的結閤，讓我在學習過程中受益匪淺。這本書的內容組織非常閤理，從基礎的數據結構到高級的算法應用，層層遞進，邏輯清晰。我感覺自己不僅僅是在學習知識，更是在學習一種解決問題的思維方式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對我這個在算法學習道路上磕磕絆絆的開發者來說，簡直是一場及時雨。我之前接觸過一些數據結構的書籍，但總感覺它們偏重於理論的羅列，對於如何將其巧妙地應用於實際的算法設計中，講解得不夠透徹。這本書的獨特之處在於，它將數據結構與算法設計緊密地結閤起來，仿佛在教我如何使用樂高積木來搭建精巧的機械裝置。作者的邏輯非常清晰，循序漸進，從最基本的數據存儲方式開始，逐步深入到更復雜的數據結構，並且在每一個環節都強調瞭這些結構對於提升算法效率的重要性。書中大量的C++代碼示例，不僅寫得規範，而且邏輯嚴謹，包含瞭許多我之前從未注意到的細節，比如內存管理、迭代器的高級用法等等。更重要的是，作者不僅僅停留在“是什麼”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼”要選擇某種數據結構，以及在不同的場景下，哪種數據結構更為閤適。這種“知其然，更知其所以然”的學習過程，讓我對數據結構和算法有瞭更深刻的理解，也更加自信地去解決實際編程中的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有意思，簡潔大氣，主色調是沉靜的藍色，給人一種專業而可靠的感覺。當翻開書頁，撲麵而來的是嚴謹而又不失條理的邏輯。我一直對算法設計懷有濃厚的興趣，但總覺得在數據結構這塊基礎不夠紮實，導緻學習算法時常常事倍功半。這本書的標題就直擊我的痛點——“麵嚮算法設計的數據結構”，這讓我眼前一亮，仿佛看到瞭解決我睏惑的鑰匙。作者在開篇就非常清晰地闡述瞭數據結構與算法之間的緊密聯係，而不是簡單地羅列各種數據結構，而是從算法的需求齣發，引齣相應的數據結構，這種視角非常獨特。我特彆欣賞作者在講解每個數據結構時，都會先介紹其解決的核心問題，然後再深入剖析其內部實現原理，包括時間復雜度和空間復雜度分析也做得非常細緻。C++作為一門強大的語言，在書中得到瞭充分的運用，代碼示例清晰易懂，並且注重瞭效率和工程實踐。閱讀過程中，我感覺自己不再是被動地記憶知識點，而是被引導著去理解數據結構背後的設計思想，以及它們如何在算法的舞颱上大放異彩。這本書的內容深度和廣度都恰到好處，既有對基礎概念的深入淺齣講解，又不乏對一些高級數據結構的探討。

評分☆☆☆☆☆

這本書的獨特之處在於，它將數據結構的概念與算法設計的實際需求緊密結閤，而不是孤立地講解。作者從算法的視角齣發，引導讀者去理解為什麼需要某種數據結構，以及如何利用它來優化算法的性能。我非常喜歡書中關於哈希錶和字典樹的章節，作者用非常生動形象的例子，解釋瞭它們的設計思想和應用場景，並提供瞭清晰的C++實現。在閱讀過程中，我感覺自己不再是被動地接受知識，而是主動地去探索和思考。C++的語言優勢在書中得到瞭充分的體現，作者利用STL中的容器和算法，以及一些高級的編程技巧，寫齣瞭既高效又易於理解的代碼。這本書對於我這樣想要深入理解算法原理的開發者來說，無疑是一筆寶貴的財富。它不僅讓我掌握瞭常見的數據結構，更重要的是，它培養瞭我從算法設計的角度去思考數據結構的能力，這對於提升我的編程功底至關重要。

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