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裘宗燕 著

圖書標籤:

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• 算法
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• 4909472

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111521181

商品編碼：27154237380

叢書名： 麵嚮CS2013計算機專業規劃教材

齣版時間：2016-01-01

頁數：343

書名：	數據結構與算法：Python語言描述|4909472
圖書定價：	45元
圖書作者：	裘宗燕
齣版社：	機械工業齣版社
齣版日期：	2016/1/1 0:00:00
ISBN號：	9787111521181
開本：	16開
頁數：	343
版次：	1-1

作者簡介

裘宗燕，北京大學數學學院信息科學係教授。長期從事計算機軟件與理論、程序設計語言和符號計算方麵的研究與教學工作。已齣版過多部*作和譯*，包括《程序設計語言基礎》(譯*，北京大學齣版社，1990)，《Mathematics數學軟件係統的應用與程序設計》(編*，北京大學齣版社。1994)，《C++程序設計語言(特彆版)》(譯*。機械工業齣版社，2002)，《C++語言的設計和演化》(譯*，機械工業齣版社，2002)，《程序設計語言——概念和結構》(閤譯，機械工業齣版社，2002)，《從問題到程序——程序設計與C語言引論》(編*，機械工業齣版社，2005年第1版，201 1年第2版)等。

內容簡介

Python是目前國際上流行的用於教授**門程序設計課程的語言，國內高校也開始使用。裘宗燕*的《數據結構與算法(Python語言描述麵嚮CS2013計算機專業規劃教材)》是結閤國內數據結構課程現狀，采用Python作為工作語言，全新編撰的一本數據結構教程。書中結閤抽象數據類型結構的思想，基於Python的麵嚮對象機製，闡述各種基本數據結構的性質、問題和實現，討論一些相關算法的設計、實現和特性。書中還結閤研究瞭一些數據結構的應用案例。 本書要求學習者已有基本Python程序設計的知識和經驗，可以作為基於Python的計算機基礎課程中的數據結構課程教材，也可以作為學習Python語言基本內容之後的一本麵嚮對象等高級編程技術的進階讀物。

目錄

前言 第1章 緒論 1.1 計算機問題求解 1.1.1 程序開發過程 1.1.2 一個簡單例子 1.2 問題求解：交叉路口的紅綠燈安排 1.2.1 問題分析和嚴格化 1.2.2 圖的頂點分組和算法 1.2.3 算法的精化和Python描述 1.2.4 討論 1.3 算法和算法分析 1.3.1 問題、問題實例和算法 1.3.2 算法的代價及其度量 1.3.3 算法分析 1.3.4 Python程序的計算代價(復雜度) 1.4 數據結構 1.4.1 數據結構及其分類 1.4.2 計算機內存對象錶示 1.4.3 Pymon對象和數據結構 練習 第2章 抽象數據類型和Python類 2.1 抽象數據類型 2.1.1 數據類型和數據構造 2.1.2 抽象數據類型的概念 2.1.3 抽象數據類型的描述 2.2 Python的類 2.2.1 有理數類 2.2.2 類定義進階 2.2.3 本書采用的ADT描述形式 2.3 類的定義和使用 2.3.1 類的基本定義和使用 2.3.2 實例對象：初始化和使用 2.3.3 幾點說明 2.3.4 繼承 2.4 Pymon異常 2.4.1 異常類和自定義異常 2.4.2 異常的傳播和捕捉 2.4.3 內置的標準異常類 2.5 類定義實例：學校人事管理係統中的類 2.5.1 問題分析和設計 2.5.2 人事記錄類的實現 2.5.3 討論 本章總結 練習 第3章 綫性錶 3.1 綫性錶的概念和錶抽象數據類型 3.1.1 錶的概念和性質 3.1.2 錶抽象數據類型 3.1.3 綫性錶的實現：基本考慮 3.2 順序錶的實現 3.2.1 基本實現方式 3.2.2 順序錶基本操作的實現 3.2.3 順序錶的結構 3.2.4 Python的list 3.2.5 順序錶的簡單總結 3.3鏈接錶 3.3.1 綫性錶的基本需要和鏈接錶 3.3.2 單鏈錶 3.3.3 單鏈錶類的實現 3.4 鏈錶的變形和操作 3.4.1 單鏈錶的簡單變形 3.4.2 循環單鏈錶 3.4.3 雙鏈錶 3.4.4 兩個鏈錶操作 3.4.5 不同鏈錶的簡單總結 3.5 錶的應用 3.5.1 Josephus問題和基於“數組” 概念的解法 3.5.2 基於順序錶的解 …… 第4章 字符串 第5章 棧和隊列 第6章 二叉樹和樹 第7章 圖 第8章 字典和集閤 第9章 排序

編輯推薦

《麵嚮CS2013計算機專業規劃教材·數據結構與算法:Python語言描述》由機械工業齣版社齣版。

精益求精的編程技藝：數據結構與算法的深度探索 在日新月異的軟件開發領域，數據結構與算法無疑是構建高效、穩定、可擴展應用程序的基石。它們是程序員的內功，決定瞭程序的性能上限，是解決復雜問題的核心利器。這本書旨在為廣大開發者，無論你是初學者還是資深從業者，提供一個深入理解和掌握數據結構與算法的權威指南。我們不滿足於錶麵的概念堆砌，而是緻力於剖析其背後的數學原理、設計思想以及在實際場景中的應用價值，幫助你構建堅實的技術底盤，應對日益嚴峻的算法挑戰。 數據結構：組織信息，解鎖潛能 數據結構是存儲和組織數據的方式，選擇閤適的數據結構能夠顯著提升程序的效率。本書將從最基礎的數組和鏈錶齣發，逐步深入到更復雜、更強大的抽象數據類型。 數組（Array）與動態數組（Dynamic Array）：我們不僅會介紹數組的靜態分配和索引訪問的優勢，還會深入講解動態數組（如Python中的列錶）如何通過擴容機製實現靈活的容量管理，並分析其在插入、刪除操作中的時間復雜度。理解數組的內存布局和緩存局部性對於優化性能至關重要。 鏈錶（Linked List）：單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶、循環鏈錶，這些鏈錶傢族的成員在內存分配、插入和刪除的靈活性方麵展現齣獨特的魅力。我們將詳細闡述它們的結構特點，並對比數組在特定操作上的性能差異。特彆地，我們將探討鏈錶在實現其他高級數據結構中的作用。 棧（Stack）與隊列（Queue）：作為兩種最基本的綫性數據結構，棧的“後進先齣”（LIFO）和隊列的“先進先齣”（FIFO）原則廣泛應用於函數調用、錶達式求值、任務調度等場景。本書將通過豐富的實例，讓你透徹理解它們的工作原理和應用。 哈希錶（Hash Table）/散列錶（Hash Map）：哈希錶以其平均O(1)的查找、插入和刪除時間復雜度，成為現代編程中不可或缺的數據結構。我們將深入講解哈希函數的設計原則、衝突解決策略（如鏈地址法和開放尋址法），以及它們在數據庫索引、緩存係統等領域的實際應用。 樹（Tree）：從簡單的二叉樹到高度平衡的二叉搜索樹（AVL樹、紅黑樹），再到多路搜索樹（B樹、B+樹），樹形結構在數據檢索、排序、文件係統等方麵扮演著核心角色。本書將詳細介紹各種樹的結構特性、遍曆方式（前序、中序、後序、層序），以及它們的平衡維護算法，讓你理解如何在海量數據中實現高效查找。 圖（Graph）：圖是一種非常靈活的數據結構，用於錶示實體之間的關係。我們將介紹圖的存儲方式（鄰接矩陣、鄰接錶），以及圖的遍曆算法（深度優先搜索DFS、廣度優先搜索BFS），並重點探討求解最短路徑（Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法）和最小生成樹（Prim算法、Kruskal算法）等經典圖算法。 堆（Heap）：堆是一種特殊的完全二叉樹，常用於實現優先隊列，並在排序算法（堆排序）中發揮重要作用。我們將深入講解最大堆和最小堆的概念，以及堆的插入和刪除操作的時間復雜度。 集閤（Set）與字典（Dictionary/Map）：雖然Python內置的set和dict已經非常強大，但理解它們底層實現（通常基於哈希錶）的原理，將幫助你更好地利用它們，並應對性能瓶頸。 算法：解決問題，優化效率 算法是解決特定問題的步驟和方法的集閤。高效的算法能夠以最小的計算資源（時間和空間）解決問題。本書將引領你係統地學習和掌握各類核心算法。 排序算法（Sorting Algorithms）：從基礎的冒泡排序、插入排序、選擇排序，到更高效的歸並排序、快速排序、堆排序，再到綫性時間排序（計數排序、基數排序、桶排序），我們將分析它們的原理、時間空間復雜度，並討論何時選擇何種排序算法。特彆是，我們將深入剖析快速排序和歸並排序的分治思想，以及堆排序與堆結構的緊密聯係。 搜索算法（Searching Algorithms）：除瞭前麵提到的圖的DFS和BFS，我們還將重點講解綫性搜索和二分搜索。二分搜索是基於有序數組的強大工具，其對數時間復雜度是其關鍵優勢。 遞歸（Recursion）與分治（Divide and Conquer）：遞歸是一種強大的編程範式，常用於解決具有自相似性質的問題。分治思想是許多高效算法（如歸並排序、快速排序）的核心。本書將通過清晰的案例，讓你掌握如何設計和分析遞歸算法，以及理解分治策略的精髓。 貪心算法（Greedy Algorithms）：貪心算法在每一步都做齣局部最優的選擇，以期達到全局最優。我們將探討貪心算法的應用場景，如活動選擇問題、最小生成樹問題，並分析其適用條件和局限性。 動態規劃（Dynamic Programming）：動態規劃是解決具有重疊子問題和最優子結構性質的問題的強大技術。我們將通過斐波那契數列、背包問題、最長公共子序列等經典案例，讓你理解動態規劃的“狀態定義”、“狀態轉移方程”和“邊界條件”，從而能夠設計齣高效的動態規劃解決方案。 迴溯算法（Backtracking Algorithms）：迴溯算法是一種通過嘗試所有可能的解決方案來找到最優解的算法。它在解決組閤問題、排列問題、子集問題等時非常有效，如八皇後問題、數獨求解。我們將講解迴溯算法的通用框架和剪枝技巧。 字符串算法（String Algorithms）：字符串匹配是計算機科學中的一個重要問題。我們將介紹樸素字符串匹配算法，並深入探討更高效的KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，理解其如何利用模式串的特性避免不必要的比較。 圖算法的深入：除瞭前麵提到的最短路徑和最小生成樹，我們還會探討拓撲排序、強連通分量（Tarjan算法、Kosaraju算法）等圖算法，這些在任務調度、依賴關係分析等領域至關重要。 Python語言的優勢與實踐 本書將充分利用Python語言的簡潔性、易讀性和強大的內置數據結構，將理論知識轉化為實際可運行的代碼。我們將： 使用Python代碼清晰地實現各種數據結構和算法：每一部分的代碼都經過精心設計，力求清晰、易懂，並附帶詳盡的注釋，方便讀者理解。 探討Python內置數據結構的實現原理：例如，深入剖析Python列錶（動態數組）、字典（哈希錶）的內部工作機製，以及它們在不同操作下的性能錶現。 強調代碼的效率和可讀性：我們不僅關注算法的正確性，更注重編寫高效、可維護的Python代碼。 提供豐富的實例和練習：通過解決實際問題，幫助讀者鞏固所學知識，並提升編程實戰能力。 不止於理論，更在於實踐 本書的編寫理念是“理論與實踐相結閤”。我們不希望讀者僅僅停留在概念的理解層麵，而是鼓勵大傢動手實踐，將學到的知識應用到實際項目中。每一章的結尾都將提供一些具有挑戰性的練習題，涵蓋瞭從基礎到進階的各種難度，旨在幫助讀者深入理解算法思想，並提升解決問題的能力。此外，我們還會引導讀者思考如何在真實世界的場景中應用這些數據結構和算法，例如： 搜索引擎的索引構建：如何利用哈希錶和B樹高效地存儲和檢索海量文檔。 社交網絡的分析：如何利用圖算法分析用戶關係，發現社區。 操作係統的任務調度：如何利用隊列和優先隊列實現高效的任務管理。 編譯器和解釋器的實現：如何利用棧進行錶達式求值和語法分析。 為何學習數據結構與算法？ 在這個時代，僅僅掌握一門編程語言的語法是遠遠不夠的。要想成為一名優秀的軟件工程師，精通數據結構與算法是必不可少的。它們不僅是麵試的敲門磚，更是職業生涯中解決復雜技術難題的利器。通過深入學習，你將能夠： 寫齣更高效、更優化的代碼：理解算法的時間和空間復雜度，能夠選擇最優的解決方案，從而提升程序的性能。 解決更復雜的問題：許多看似棘手的問題，都可以通過閤理的數據結構和算法來優雅地解決。 更好地理解和設計係統：掌握瞭數據結構和算法，你就擁有瞭構建大型、復雜係統的理論基礎。 提升邏輯思維和解決問題的能力：學習算法的過程本身就是鍛煉邏輯思維和分析問題的過程。 在技術麵試中脫穎而齣：紮實的數據結構與算法功底是獲得心儀offer的關鍵。 本書將帶領你踏上一段充實而富有挑戰的學習之旅，讓你在掌握數據結構與算法的精髓的同時，也能夠熟練運用Python語言將其付諸實踐。相信通過本書的學習，你將能夠站在更高的技術起點，自信地應對未來的編程挑戰，成為一名更齣色的開發者。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我拿到這本書的時候，並沒有抱太大的期待。我之前也讀過不少關於數據結構和算法的書，但很多都停留在理論層麵，或者代碼示例不夠貼近實際。然而，這本書徹底顛覆瞭我的認知。它不僅僅是講解概念，更注重實際應用。書中引入瞭很多實際場景中的問題，然後用各種數據結構和算法來解決它們，這讓我深刻體會到瞭理論聯係實際的重要性。我特彆喜歡書中對時間復雜度和空間復雜度分析的講解，不僅僅是枯燥的公式推導，而是通過生動的例子來闡述，讓我能夠直觀地理解不同算法的優劣。而且，書中還介紹瞭一些常用的算法優化技巧，比如記憶化搜索、分治法等，這些對於提高程序的效率非常有幫助。讀完這本書，我感覺自己對算法的理解上瞭一個颱階，不再是生搬硬套，而是能夠根據實際情況選擇最閤適的算法。這本書的排版也很舒服，文字清晰，圖示也很直觀，閱讀起來非常享受。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，精通數據結構和算法是成為一名優秀程序員的基石。而這本書，恰恰為我提供瞭這樣一塊堅實的基礎。作者在講解時，非常注重從“為什麼”這個角度齣發，讓我不僅知其然，更知其所以然。例如，在介紹二叉搜索樹時，作者詳細闡述瞭它相對於普通二叉樹的優勢，以及在實際應用中的價值。我對書中關於“哈希錶”的講解尤為滿意，作者用生動的比喻解釋瞭哈希衝突以及各種解決衝突的方法，讓我對這個重要的概念有瞭更深入的理解。書中的示例代碼，都經過精心設計，邏輯清晰，並且考慮到瞭各種邊界情況。我還會時不時地復習書中關於圖算法的部分，比如Dijkstra算法和Floyd算法，這些算法在實際的路徑規劃、網絡路由等領域都有著廣泛的應用。這本書的價值，不僅僅在於它所包含的知識點，更在於它所傳遞的“如何思考”的編程哲學。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最大的驚喜，在於它對復雜概念的“減法”處理。很多時候，我們學習數據結構和算法，會被各種術語和復雜的數學公式嚇退。但這本書不同，它用一種非常親切、易懂的方式，將這些復雜的知識點“拆解”開來，然後一步一步地呈現在讀者麵前。我尤其欣賞它對“抽象數據類型”的解釋，讓我明白瞭在設計程序時，如何更好地封裝和組織數據。書中關於鏈錶、棧、隊列等基礎數據結構的講解，雖然看似簡單，但作者卻能從不同的角度去闡述，讓我對這些基本構造有瞭更深刻的認識。而且，書中對於各種排序算法和搜索算法的比較分析，也讓我受益匪淺，理解瞭它們各自的適用場景和性能特點。最讓我印象深刻的是，作者在講解過程中，並沒有迴避算法的局限性，而是會提齣改進和優化的方嚮，這讓我感覺像是和一個經驗豐富的導師在交流。這本書不僅僅是知識的傳授，更是一種思維方式的引導。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書真是讓我眼前一亮！我一直對數據結構和算法這個領域很感興趣，但總是覺得那些經典的教材有些晦澀難懂。這本書的齣現，簡直就像是為我量身定做的。首先，它選擇瞭Python作為描述語言，這對我來說太友好瞭！我本身就是Python的愛好者，用熟悉的語言來學習這些抽象的概念，真的能夠事半功倍。書中對每個數據結構和算法的講解都非常清晰，從最基礎的概念講起，然後循序漸進地深入。而且，書中提供的代碼示例非常具有參考價值，不僅能夠幫助我理解算法的實現，還教會瞭我如何寫齣高效、簡潔的Python代碼。我尤其喜歡書中對遞歸和動態規劃的解釋，很多我之前睏擾不已的地方，在這本書裏都得到瞭豁然開朗的解答。那些復雜的算法，比如圖的遍曆、最短路徑問題，在這本書的引導下，似乎也變得沒有那麼神秘瞭。我還會時不時地翻閱書中的一些小技巧和優化方法，感覺自己的編程功底得到瞭很大的提升。這本書絕對是我近期讀過的最棒的編程書籍之一，強力推薦給所有想係統學習數據結構與算法的朋友們！

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備技術麵試的在校學生，這本書簡直是我的“救星”！麵試中經常會遇到關於數據結構和算法的問題，而這本書的內容，完全涵蓋瞭麵試的重點。書中的算法解釋清晰明瞭，代碼實現也簡潔高效，我可以直接參考學習。尤其是一些常見的算法題，比如“兩數之和”、“反轉鏈錶”等等，書裏都有詳細的解析和多種解法。通過學習這本書，我對算法的理解更加係統化，能夠從容應對各種算法題。而且，書中的內容不僅僅是死記硬背，更注重培養我的算法思維。它教會我如何分析問題，如何選擇閤適的數據結構，如何優化算法。讀完這本書，我感覺自己在麵試準備方麵有瞭很大的信心，相信能夠取得好成績。這本書的語言風格也很吸引人，不會讓人覺得枯燥乏味，反而讀起來津津有味。