数据结构与算法分析：Jave语言 原书第三版 Java计算机科学丛书 计算机教材 数据结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111528395

商品编码：10364909779

基本信息

书名:数据结构与算法分析

原价：69元

作者:[美]马克·艾伦·维斯

出版社：机械工业

出版日期：2016-03-01

ISBN：9787111528395

字数：471000

页码：403

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：

目录

出版者的话

前言
第1章 引论1
1.1 本书讨论的内容1
1.2 数学知识复习2
1.2.1 指数2
1.2.2 对数2
1.2.3 级数2
1.2.4 模运算4
1.2.5 证明的方法4
1.3 递归简论5
1.4 实现泛型构件pre-Java 57
1.4.1 使用Object表示泛型8
1.4.2 基本类型的装9
1.4.3 使用接口类型表示泛型9
1.4.4 数组类型的兼容性10
1.5 利用Java 5泛型特性实现泛型构件11
1.5.1 简单的泛型类和接口11
1.5.2 自动装箱/拆箱11
1.5.3 菱形运算符12
1.5.4 带有限制的通配符12
1.5.5 泛型static方法14
1.5.6 类型限界14
1.5.7 类型擦除15
1.5.8 对于泛型的限制15
1.6 函数对象16
小结18
练习18
参考文献19
第2章 算法分析20
2.1 数学基础20
2.2 模型22
2.3 要分析的问题22
2.4 运行时间计算24
2.4.1 一个简单的例子24
2.4.2 一般法则24
2.4.3 子序列和问题的求解26
2.4.4 运行时间中的对数31
2.4.5 分析结果的准确性33
小结33
练习34
参考文献37
第3章 表、栈和队列39
3.1 抽象数据类型39
3.2 表ADT39
3.2.1 表的简单数组实现40
3.2.2 简单链表40
3.3 Java Collections API中的表41
3.3.1 Collection接口41
3.3.2 Iterator接口42
3.3.3 List接口、ArrayList类和LinkedList类43
3.3.4 例子：remove方法对LinkedList类的使用44
3.3.5 关于ListIterator接口46
3.4 ArrayList类的实现46
3.4.1 基本类46
3.4.2 迭代器、Java嵌套类和内部类49
3.5 LinkedList类的实现52
3.6 栈ADT58
3.6.1 栈模型58
3.6.2 栈的实现59
3.6.3 应用59
3.7 队列ADT65
3.7.1 队列模型65
3.7.2 队列的数组实现65
3.7.3 队列的应用66
小结67
练习67
第4章 树71
4.1 预备知识71
4.1.1 树的实现72
4.1.2 树的遍历及应用72
4.2 二叉树75
4.2.1 实现76
4.2.2 例子：表达式树76
4.3 查找树ADT——二叉查找树78
4.3.1 contains方法79
4.3.2 findMin方法和findMax方法80
4.3.3 insert方法80
4.3.4 remove方法82
4.3.5 平均情况分析83
4.4 AVL树86
4.4.1 单旋转87
4.4.2 双旋转89
4.5 伸展树94
4.5.1 一个简单的想法（不能直接使用）95
4.5.2 展开96
4.6 再探树的遍历100
4.7 B树101
4.8 标准库中的集合与映射105
4.8.1 关于Set接口105
4.8.2 关于Map接口105
4.8.3 TreeSet类和TreeMap类的实现106
4.8.4 使用多个映射的实例106
小结111
练习111
参考文献115
第5章 散列117
5.1 一般想法117
5.2 散列函数117
5.3 分离链接法119
5.4 不用链表的散列表123
5.4.1 线性探测法123
5.4.2 平方探测法124
5.4.3 双散列129
5.5 再散列130
5.6 标准库中的散列表132
5.7 坏情形下O(1)访问的散列表 133
5.7.1 完美散列133
5.7.2 布谷鸟散列135
5.7.3 跳房子散列143
5.8 通用散列法146
5.9 可扩散列148
小结149
练习150
参考文献153
第6章 优先队列（堆）156
6.1 模型156
6.2 一些简单的实现156
6.3 二叉堆157
6.3.1 结构性质157
6.3.2 堆序性质157
6.3.3 基本的堆操作158
6.3.4 其他的堆操作162
6.4 优先队列的应用164
6.4.1 选择问题164
6.4.2 事件模拟165
6.5 d-堆166
6.6 左式堆167
6.6.1 左式堆性质167
6.6.2 左式堆操作168
6.7 斜堆172
6.8 二项队列173
6.8.1 二项队列结构174
6.8.2 二项队列操作174
6.8.3 二项队列的实现176
6.9 标准库中的优先队列180
小结180
练习181
参考文献184
第7章 排序186
7.1 预备知识186
7.2 插入排序186
7.2.1 算法186
7.2.2 插入排序的分析187
7.3 一些简单排序算法的下界187
7.4 希尔排序188
7.5 堆排序191
7.6 归并排序193
7.7 快速排序198
7.7.1 选取枢纽元199
7.7.2 分割策略200
7.7.3 小数组202
7.7.4 实际的快速排序例程202
7.7.5 快速排序的分析203
7.7.6 选择问题的线性期望时间算法206
7.8 排序算法的一般下界207
7.9 选择问题的决策树下界209
7.10 对手下界210
7.11 线性时间的排序：桶排序和基数排序212
7.12 外部排序216
7.12.1 为什么需要一些新的算法217
7.12.2 外部排序模型217
7.12.3 简单算法217
7.12.4 多路合并218
7.12.5 多相合并219
7.12.6 替换选择219
小结220
练习221
参考文献225
第8章 不相交集类227
8.1 等价关系227
8.2 动态等价性问题227
8.3 基本数据结构229
8.4 灵巧求并算法231
8.5 路径压缩233
8.6 路径压缩和按秩求并的坏情形234
8.6.1 缓慢增长的函数235
8.6.2 利用递归分解的分析235
8.6.3 O(M log*N)界240
8.6.4 O(Mα(M,N))界240
8.7 一个应用241
小结243
练习243
参考文献244
第9章 图论算法246
9.1 若干定义246
9.2 拓扑排序248
9.3 短路径算法250
9.3.1 无权短路径251
9.3.2 Dijkstra算法254
9.3.3 具有负边值的图258
9.3.4 无圈图259
9.3.5 所有点对短路径261
9.3.6 短路径的例子261
9.4 网络流问题262
9.5 小生成树267
9.5.1 Prim算法267
9.5.2 Kruskal算法269
9.6 深度优先搜索的应用270
9.6.1 无向图270
9.6.2 双连通性271
9.6.3 欧拉回路273
9.6.4 有向图275
9.6.5 查找强分支276
9.7 NP-完全性介绍277
9.7.1 难与易278
9.7.2 NP类278
9.7.3 NP-完全问题279
小结280
练习280
参考文献284
第10章 算法设计技巧288
10.1 贪婪算法288
10.1.1 一个简单的调度问题288
10.1.2 哈夫曼编码290
10.1.3 近似装箱问题293
10.2 分治算法298
10.2.1 分治算法的运行时间298
10.2.2 近点问题300
10.2.3 选择问题302
10.2.4 一些算术问题的理论改进304
10.3 动态规划307
10.3.1 用一个表代替递归307
10.3.2 矩阵乘法的顺序安排309
10.3.3 优二叉查找树311
10.3.4 所有点对短路径312
10.4 随机化算法314
10.4.1 随机数发生器315
10.4.2 跳跃表319
10.4.3 素性测试320
10.5 回溯算法322
10.5.1 收费公路重建问题323
10.5.2 博弈326
小结331
练习331
参考文献336
第11章 摊还分析340
11.1 一个无关的智力问题340
11.2 二项队列340
11.3 斜堆344
11.4 斐波那契堆345
11.4.1 切除左式堆中的节点346
11.4.2 二项队列的懒惰合并347
11.4.3 斐波那契堆操作349
11.4.4 时间界的证明350
11.5 伸展树351
小结354
练习354
参考文献355
第12章 高级数据结构及其实现356
12.1 自顶向下伸展树356
12.2 红黑树362
12.2.1 自底向上的插入362
12.2.2 自顶向下红黑树363
12.2.3 自顶向下的删除367
12.3 treap树368
12.4 后缀数组与后缀树370
12.4.1 后缀数组371
12.4.2 后缀树373
12.4.3 线性时间的后缀数组和后缀树的构建375
12.5 k-d树385
12.6 配对堆387
小结392
练习393
参考文献396
索引399

内容提要

本书是国外数据结构与算法分析方面的经典教材，使用的Java编程语言作为实现工具讨论了数据结构(组织大量数据的方法)和算法分析(对算法运行时间的估计)。本书把算法分析与的Java程序的开发有机地结合起来，深入分析每种算法，内容全面、缜密严格，并细致讲解精心构造程序的方法。

作者介绍

马克·艾伦·维斯(MarkAllenWeiss)佛罗里达国际大学计算与信息科学学院教授、副院长，本科教育主任和研究生教育主任。他于1987年获得普林斯顿大学计算机科学博士学位，师从BobSedgewick。他曾经担任全美AP(AdvancedPlacement)考试计算机学科委员会的主席(2000-2004)。他的主要研究兴趣是数据结构、算法和教育学。

深入浅出：现代软件工程的基石与实践 本书旨在为计算机科学、软件工程及相关领域的学习者和从业者，提供一套全面、深入且极具实践指导意义的现代软件开发知识体系。我们聚焦于构建健壮、高效、可维护系统的核心要素，而非仅仅停留在理论的层面。 第一部分：软件工程的宏观视角与方法论（约400字） 在快速迭代和复杂系统并存的当代软件开发环境中，仅仅掌握编程语言是远远不够的。本卷首先构建了一个宏大的软件工程视野，探讨如何从项目启动之初就确立正确的方向和流程。 1. 敏捷与精益思想的深度融合： 我们不只介绍Scrum或Kanban的表面流程，而是深入剖析支撑这些敏捷框架的底层哲学——如何持续交付价值、如何拥抱变化以及如何在不确定性中保持方向。重点探讨了在大型组织中实施精益原则（消除浪费、延迟决策）的具体策略和挑战。 2. 需求工程的精确捕获与演进： 软件的基石是准确的需求。本章详述了从模糊的用户故事到清晰、可测试的功能规格的转化过程。内容涵盖用户访谈的技巧、非功能性需求的量化（如性能、安全性、可用性）、以及如何在需求不断变化的环境下进行有效的范围管理和迭代规划。特别强调了使用领域驱动设计（DDD）的上下文映射图来辅助梳理复杂业务需求的方法。 3. 架构设计范式与权衡取舍： 软件架构决定了系统的长期生命力。本书详细对比了面向服务架构（SOA）、微服务架构（MSA）以及事件驱动架构（EDA）的优缺点及其适用场景。我们通过一系列真实的案例研究，演示了如何在资源限制、高并发、低延迟等约束条件下，做出合理的架构决策，并重点阐述了“架构债务”的识别、量化和偿还策略。 第二部分：构建可靠系统的核心技术栈（约600字） 本部分将视角聚焦于构建现代、分布式应用所需的基础技术能力，强调在实践中如何选择和应用合适的技术组件。 4. 分布式系统理论与一致性模型： 现代应用几乎都运行在分布式环境中。本章深入探讨了CAP理论的实际意义，并详细解析了BASE理论的实现路径。内容涵盖了分布式事务处理的经典两阶段提交（2PC）的局限性，以及更现代的Saga模式和TCC（Try-Confirm-Cancel）模式在微服务间的应用。同时，对一致性模型（如顺序一致性、因果一致性）在不同数据存储方案中的体现进行了严谨的分析。 5. 现代并发控制与并行化编程： 充分利用多核处理器是提升性能的关键。本书超越了传统的线程和锁的概念，重点讲解了无锁编程（Lock-Free Programming）的基本原理，如CAS操作的原理及其在内存屏障（Memory Barrier）支持下的应用。针对Java生态，我们详细解析了`java.util.concurrent`包中高级工具（如`CountDownLatch`, `CompletableFuture`）的底层实现和正确的使用范式，以避免死锁和活锁的发生。 6. 性能工程：从代码到基础设施的优化： 性能优化是一个系统工程。我们首先从JIT（Just-In-Time）编译器的角度，分析了热点代码的识别和字节码层面的优化潜力。随后，深入探讨了I/O模型（如NIO/Netty）的选择，以及如何通过数据序列化（如Protobuf、Avro）的效率差异来影响网络传输的性能。基础设施层面，我们覆盖了负载均衡策略（如会话保持、一致性哈希）和缓存策略（如LRU、LFU在Redis中的应用）。 第三部分：质量保障与维护的工程实践（约500字） 软件的价值体现在其长期运行的稳定性和可维护性上。本部分着重于如何通过工程手段确保软件的持续健康。 7. 自动化测试金字塔的构建： 本章强调了测试的层次化结构。我们不仅介绍单元测试（JUnit 5的Mocking技术），更将重点放在了集成测试和端到端（E2E）测试的自动化策略。详细讨论了契约测试（Contract Testing，如Pact框架）在消除服务间集成风险方面的核心作用，以及如何利用模糊测试（Fuzz Testing）来发现难以预料的边界条件错误。 8. 可观测性（Observability）的深度实践： 现代复杂系统要求我们能“看到”系统内部的运行状态。本书将可观测性分解为三个维度：指标（Metrics，Prometheus/Grafana）、日志（Logs，ELK/Loki）和追踪（Tracing，Jaeger/Zipkin）。我们提供了如何设计有效的分布式追踪上下文（Trace Context）以及如何利用这些数据进行“根因分析”（RCA）的实战指南，而非仅仅是收集数据。 9. 安全性设计与DevSecOps集成： 安全性必须内建于设计之初。本章涵盖了Web安全的基础威胁（OWASP Top 10），并聚焦于API安全（OAuth 2.0, JWT的正确实现）。更重要的是，我们展示了如何将安全扫描工具（SAST/DAST）无缝集成到CI/CD流水线中，实现“左移”（Shift Left）的安全理念，确保在代码合并前就发现并修复安全漏洞。 本书通过结合前沿理论、经典范式和大量的代码实例与设计模式讨论，旨在培养读者构建下一代高性能、高可靠性软件系统的综合能力。它不是一本速成手册，而是一本值得伴随职业生涯不断回顾和深入研读的工程参考书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书的时候，我有点胆怯，它看上去太“硬核”了。但是，当我翻开第一页，就被作者那种严谨而又清晰的逻辑所吸引。他不会用华丽的辞藻来包装晦涩的概念，而是用最直接、最本质的方式来剖析问题。对于每一个数据结构和算法，作者都会从其定义、原理、实现方式，到时间复杂度和空间复杂度分析，再到与其他相关算法的比较，都进行了细致入微的阐述。最让我印象深刻的是，书中对于一些经典的算法，例如快速排序、归并排序，甚至是图算法，都提供了多种实现方式的比较，并且深入分析了它们在不同情况下的性能表现。这种“刨根问底”的精神，让我觉得自己不再是被动接受知识，而是主动地去探索和理解。我尤其喜欢书中关于“摊还分析”的讲解，之前对这个概念一直模棱两可，看了书上的讲解，配上具体的例子，才算真正明白了它的精髓。虽然读这本书需要投入大量的精力和时间，但它给我带来的知识深度和思维训练，是任何一本“速成”书籍都无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的下了很大功夫去读，也算是对得起它的分量了。刚开始的时候，确实被厚度和里面密密麻麻的图示给震慑住了，感觉自己要淹没在知识的海洋里。尤其是一些涉及到递归和分治的章节，我反复看了好几遍，还对着书上的例子自己手绘了流程图，才勉强有点眉目。感觉作者在讲解一些比较抽象的概念时，并没有直接给出答案，而是循循善诱，引导你一步步去思考，有时候甚至会故意留下一些小小的“陷阱”，让你在尝试错误中领悟。虽然过程有点痛苦，但不得不说，这种学习方式真的把我的思维模式给“重塑”了。以前看一些比较轻松的教材，看完觉得懂了，但过不了多久就忘得一干二净，这本书不一样，它强迫我去理解背后的原理，去思考为什么这么做，而不是死记硬背。而且，书后面附带的那些练习题，简直是“要命”，很多题目都需要花上几个小时甚至一天去思考和调试，但每次攻克一个难题，那种成就感是无与伦比的。感觉这本书就像一个严厉但经验丰富的老师，不给你留情面，但能让你真正学到东西，而且学得很扎实。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，绝对是一次“硬仗”。我不是计算机专业的科班出身，所以一开始面对书中的很多术语和数学推导，都感到非常吃力。但是，作者似乎预料到了这一点，在讲解每个新概念之前，都会有相对充分的铺垫，并且通过大量的图示来辅助理解。我经常会对照着图，然后在脑海中模拟算法的执行过程，试图找到其中的规律。尤其是关于动态规划的那几章，我花了很长时间才理解“最优子结构”和“重叠子问题”这两个核心概念，并且尝试着将它们应用到一些实际问题中。书中的一些示例代码，我也会自己动手敲一遍，然后进行修改和测试，看看不同的参数会带来什么样的结果。虽然过程很慢，但每次能够成功地理解一个算法的设计思路，都像是解开了一个谜题，让我感到非常满足。这本书让我深刻体会到，学习数据结构和算法，不仅仅是学习代码，更是学习一种解决问题的思维方式，一种对效率和优雅的追求。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在爬一座高山，过程是艰辛的，但登顶的风景是壮丽的。一开始，我对书中的一些数据结构的实现细节感到非常困惑，特别是那些涉及到指针和内存管理的章节，总觉得有点“云里雾里”。我尝试着把书中的代码一个字不落地敲进IDE里，然后一步步地调试，观察变量的变化，试图理解每一行代码的作用。这个过程非常耗时，而且经常会因为一个微小的错误而卡住很久。但是，当我最终理解了某个复杂算法的运作机制，或者成功地将一个抽象的数据结构可视化在脑海里时，那种豁然开朗的感觉是其他任何事情都无法比拟的。这本书的一个显著特点是，它并没有回避算法的复杂性，而是直面它，并且提供了非常详细的解释和分析。我特别喜欢书中的一些“思考题”，它们不像单纯的练习题，更像是在抛砖引玉，引导你去探索更深层次的问题，去思考算法的优劣势，以及在不同场景下的适用性。这种“被激发”的学习方式，让我对数据结构和算法产生了更浓厚的兴趣，也让我开始用一种全新的视角去看待编程问题，不再局限于简单的实现，而是开始关注效率和优化。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的感受，更像是在进行一场“马拉松”式的学习。它不像那些短跑式的教材，读完一两章就能掌握一两个小技巧。这本书需要你沉下心来，一点一点地啃。我最喜欢的部分是，作者在介绍每一个数据结构和算法时，都会先从它的“应用场景”入手，让你明白这个东西为什么会被发明出来，解决了什么样的问题。这让我觉得学习的动力更足了，而不是为了学而学。比如，在讲解哈希表的时候，作者就举了很多现实生活中的例子，比如字典、电话簿，让你很容易就能理解它的核心思想。我印象特别深刻的是，书中有关于“B树”和“B+树”的详细介绍，之前对这些概念只是一知半解，看了这本书，才真正明白了它们在数据库和文件系统中的重要作用，以及它们是如何优化查找效率的。虽然有时会因为一些复杂的数学证明而感到头疼，但我会坚持多看几遍，有时候还会去网上找一些其他的资料来辅助理解。总而言之，这本书给我带来的，是一种“润物细无声”的提升，它让我在不知不觉中，对计算机科学的底层逻辑有了更深刻的认识。