數據結構與算法分析：Jave語言 原書第三版 Java計算機科學叢書 計算機教材 數據結構 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111528395

商品編碼：10364909779

基本信息

書名:數據結構與算法分析

原價：69元

作者:[美]馬剋·艾倫·維斯

齣版社：機械工業

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787111528395

字數：471000

頁碼：403

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：

目錄

齣版者的話

前言
第1章 引論1
1.1 本書討論的內容1
1.2 數學知識復習2
1.2.1 指數2
1.2.2 對數2
1.2.3 級數2
1.2.4 模運算4
1.2.5 證明的方法4
1.3 遞歸簡論5
1.4 實現泛型構件pre-Java 57
1.4.1 使用Object錶示泛型8
1.4.2 基本類型的裝9
1.4.3 使用接口類型錶示泛型9
1.4.4 數組類型的兼容性10
1.5 利用Java 5泛型特性實現泛型構件11
1.5.1 簡單的泛型類和接口11
1.5.2 自動裝箱/拆箱11
1.5.3 菱形運算符12
1.5.4 帶有限製的通配符12
1.5.5 泛型static方法14
1.5.6 類型限界14
1.5.7 類型擦除15
1.5.8 對於泛型的限製15
1.6 函數對象16
小結18
練習18
參考文獻19
第2章 算法分析20
2.1 數學基礎20
2.2 模型22
2.3 要分析的問題22
2.4 運行時間計算24
2.4.1 一個簡單的例子24
2.4.2 一般法則24
2.4.3 子序列和問題的求解26
2.4.4 運行時間中的對數31
2.4.5 分析結果的準確性33
小結33
練習34
參考文獻37
第3章 錶、棧和隊列39
3.1 抽象數據類型39
3.2 錶ADT39
3.2.1 錶的簡單數組實現40
3.2.2 簡單鏈錶40
3.3 Java Collections API中的錶41
3.3.1 Collection接口41
3.3.2 Iterator接口42
3.3.3 List接口、ArrayList類和LinkedList類43
3.3.4 例子：remove方法對LinkedList類的使用44
3.3.5 關於ListIterator接口46
3.4 ArrayList類的實現46
3.4.1 基本類46
3.4.2 迭代器、Java嵌套類和內部類49
3.5 LinkedList類的實現52
3.6 棧ADT58
3.6.1 棧模型58
3.6.2 棧的實現59
3.6.3 應用59
3.7 隊列ADT65
3.7.1 隊列模型65
3.7.2 隊列的數組實現65
3.7.3 隊列的應用66
小結67
練習67
第4章 樹71
4.1 預備知識71
4.1.1 樹的實現72
4.1.2 樹的遍曆及應用72
4.2 二叉樹75
4.2.1 實現76
4.2.2 例子：錶達式樹76
4.3 查找樹ADT——二叉查找樹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 平均情況分析83
4.4 AVL樹86
4.4.1 單鏇轉87
4.4.2 雙鏇轉89
4.5 伸展樹94
4.5.1 一個簡單的想法（不能直接使用）95
4.5.2 展開96
4.6 再探樹的遍曆100
4.7 B樹101
4.8 標準庫中的集閤與映射105
4.8.1 關於Set接口105
4.8.2 關於Map接口105
4.8.3 TreeSet類和TreeMap類的實現106
4.8.4 使用多個映射的實例106
小結111
練習111
參考文獻115
第5章 散列117
5.1 一般想法117
5.2 散列函數117
5.3 分離鏈接法119
5.4 不用鏈錶的散列錶123
5.4.1 綫性探測法123
5.4.2 平方探測法124
5.4.3 雙散列129
5.5 再散列130
5.6 標準庫中的散列錶132
5.7 壞情形下O(1)訪問的散列錶 133
5.7.1 完美散列133
5.7.2 布榖鳥散列135
5.7.3 跳房子散列143
5.8 通用散列法146
5.9 可擴散列148
小結149
練習150
參考文獻153
第6章 優先隊列（堆）156
6.1 模型156
6.2 一些簡單的實現156
6.3 二叉堆157
6.3.1 結構性質157
6.3.2 堆序性質157
6.3.3 基本的堆操作158
6.3.4 其他的堆操作162
6.4 優先隊列的應用164
6.4.1 選擇問題164
6.4.2 事件模擬165
6.5 d-堆166
6.6 左式堆167
6.6.1 左式堆性質167
6.6.2 左式堆操作168
6.7 斜堆172
6.8 二項隊列173
6.8.1 二項隊列結構174
6.8.2 二項隊列操作174
6.8.3 二項隊列的實現176
6.9 標準庫中的優先隊列180
小結180
練習181
參考文獻184
第7章 排序186
7.1 預備知識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 一些簡單排序算法的下界187
7.4 希爾排序188
7.5 堆排序191
7.6 歸並排序193
7.7 快速排序198
7.7.1 選取樞紐元199
7.7.2 分割策略200
7.7.3 小數組202
7.7.4 實際的快速排序例程202
7.7.5 快速排序的分析203
7.7.6 選擇問題的綫性期望時間算法206
7.8 排序算法的一般下界207
7.9 選擇問題的決策樹下界209
7.10 對手下界210
7.11 綫性時間的排序：桶排序和基數排序212
7.12 外部排序216
7.12.1 為什麼需要一些新的算法217
7.12.2 外部排序模型217
7.12.3 簡單算法217
7.12.4 多路閤並218
7.12.5 多相閤並219
7.12.6 替換選擇219
小結220
練習221
參考文獻225
第8章 不相交集類227
8.1 等價關係227
8.2 動態等價性問題227
8.3 基本數據結構229
8.4 靈巧求並算法231
8.5 路徑壓縮233
8.6 路徑壓縮和按秩求並的壞情形234
8.6.1 緩慢增長的函數235
8.6.2 利用遞歸分解的分析235
8.6.3 O(M log*N)界240
8.6.4 O(Mα(M,N))界240
8.7 一個應用241
小結243
練習243
參考文獻244
第9章 圖論算法246
9.1 若乾定義246
9.2 拓撲排序248
9.3 短路徑算法250
9.3.1 無權短路徑251
9.3.2 Dijkstra算法254
9.3.3 具有負邊值的圖258
9.3.4 無圈圖259
9.3.5 所有點對短路徑261
9.3.6 短路徑的例子261
9.4 網絡流問題262
9.5 小生成樹267
9.5.1 Prim算法267
9.5.2 Kruskal算法269
9.6 深度優先搜索的應用270
9.6.1 無嚮圖270
9.6.2 雙連通性271
9.6.3 歐拉迴路273
9.6.4 有嚮圖275
9.6.5 查找強分支276
9.7 NP-完全性介紹277
9.7.1 難與易278
9.7.2 NP類278
9.7.3 NP-完全問題279
小結280
練習280
參考文獻284
第10章 算法設計技巧288
10.1 貪婪算法288
10.1.1 一個簡單的調度問題288
10.1.2 哈夫曼編碼290
10.1.3 近似裝箱問題293
10.2 分治算法298
10.2.1 分治算法的運行時間298
10.2.2 近點問題300
10.2.3 選擇問題302
10.2.4 一些算術問題的理論改進304
10.3 動態規劃307
10.3.1 用一個錶代替遞歸307
10.3.2 矩陣乘法的順序安排309
10.3.3 優二叉查找樹311
10.3.4 所有點對短路徑312
10.4 隨機化算法314
10.4.1 隨機數發生器315
10.4.2 跳躍錶319
10.4.3 素性測試320
10.5 迴溯算法322
10.5.1 收費公路重建問題323
10.5.2 博弈326
小結331
練習331
參考文獻336
第11章 攤還分析340
11.1 一個無關的智力問題340
11.2 二項隊列340
11.3 斜堆344
11.4 斐波那契堆345
11.4.1 切除左式堆中的節點346
11.4.2 二項隊列的懶惰閤並347
11.4.3 斐波那契堆操作349
11.4.4 時間界的證明350
11.5 伸展樹351
小結354
練習354
參考文獻355
第12章 高級數據結構及其實現356
12.1 自頂嚮下伸展樹356
12.2 紅黑樹362
12.2.1 自底嚮上的插入362
12.2.2 自頂嚮下紅黑樹363
12.2.3 自頂嚮下的刪除367
12.3 treap樹368
12.4 後綴數組與後綴樹370
12.4.1 後綴數組371
12.4.2 後綴樹373
12.4.3 綫性時間的後綴數組和後綴樹的構建375
12.5 k-d樹385
12.6 配對堆387
小結392
練習393
參考文獻396
索引399

內容提要

本書是國外數據結構與算法分析方麵的經典教材，使用的Java編程語言作為實現工具討論瞭數據結構(組織大量數據的方法)和算法分析(對算法運行時間的估計)。本書把算法分析與的Java程序的開發有機地結閤起來，深入分析每種算法，內容全麵、縝密嚴格，並細緻講解精心構造程序的方法。

作者介紹

馬剋·艾倫·維斯(MarkAllenWeiss)佛羅裏達國際大學計算與信息科學學院教授、副院長，本科教育主任和研究生教育主任。他於1987年獲得普林斯頓大學計算機科學博士學位，師從BobSedgewick。他曾經擔任全美AP(AdvancedPlacement)考試計算機學科委員會的主席(2000-2004)。他的主要研究興趣是數據結構、算法和教育學。

深入淺齣：現代軟件工程的基石與實踐 本書旨在為計算機科學、軟件工程及相關領域的學習者和從業者，提供一套全麵、深入且極具實踐指導意義的現代軟件開發知識體係。我們聚焦於構建健壯、高效、可維護係統的核心要素，而非僅僅停留在理論的層麵。 第一部分：軟件工程的宏觀視角與方法論（約400字） 在快速迭代和復雜係統並存的當代軟件開發環境中，僅僅掌握編程語言是遠遠不夠的。本捲首先構建瞭一個宏大的軟件工程視野，探討如何從項目啓動之初就確立正確的方嚮和流程。 1. 敏捷與精益思想的深度融閤： 我們不隻介紹Scrum或Kanban的錶麵流程，而是深入剖析支撐這些敏捷框架的底層哲學——如何持續交付價值、如何擁抱變化以及如何在不確定性中保持方嚮。重點探討瞭在大型組織中實施精益原則（消除浪費、延遲決策）的具體策略和挑戰。 2. 需求工程的精確捕獲與演進： 軟件的基石是準確的需求。本章詳述瞭從模糊的用戶故事到清晰、可測試的功能規格的轉化過程。內容涵蓋用戶訪談的技巧、非功能性需求的量化（如性能、安全性、可用性）、以及如何在需求不斷變化的環境下進行有效的範圍管理和迭代規劃。特彆強調瞭使用領域驅動設計（DDD）的上下文映射圖來輔助梳理復雜業務需求的方法。 3. 架構設計範式與權衡取捨： 軟件架構決定瞭係統的長期生命力。本書詳細對比瞭麵嚮服務架構（SOA）、微服務架構（MSA）以及事件驅動架構（EDA）的優缺點及其適用場景。我們通過一係列真實的案例研究，演示瞭如何在資源限製、高並發、低延遲等約束條件下，做齣閤理的架構決策，並重點闡述瞭“架構債務”的識彆、量化和償還策略。 第二部分：構建可靠係統的核心技術棧（約600字） 本部分將視角聚焦於構建現代、分布式應用所需的基礎技術能力，強調在實踐中如何選擇和應用閤適的技術組件。 4. 分布式係統理論與一緻性模型： 現代應用幾乎都運行在分布式環境中。本章深入探討瞭CAP理論的實際意義，並詳細解析瞭BASE理論的實現路徑。內容涵蓋瞭分布式事務處理的經典兩階段提交（2PC）的局限性，以及更現代的Saga模式和TCC（Try-Confirm-Cancel）模式在微服務間的應用。同時，對一緻性模型（如順序一緻性、因果一緻性）在不同數據存儲方案中的體現進行瞭嚴謹的分析。 5. 現代並發控製與並行化編程： 充分利用多核處理器是提升性能的關鍵。本書超越瞭傳統的綫程和鎖的概念，重點講解瞭無鎖編程（Lock-Free Programming）的基本原理，如CAS操作的原理及其在內存屏障（Memory Barrier）支持下的應用。針對Java生態，我們詳細解析瞭`java.util.concurrent`包中高級工具（如`CountDownLatch`, `CompletableFuture`）的底層實現和正確的使用範式，以避免死鎖和活鎖的發生。 6. 性能工程：從代碼到基礎設施的優化： 性能優化是一個係統工程。我們首先從JIT（Just-In-Time）編譯器的角度，分析瞭熱點代碼的識彆和字節碼層麵的優化潛力。隨後，深入探討瞭I/O模型（如NIO/Netty）的選擇，以及如何通過數據序列化（如Protobuf、Avro）的效率差異來影響網絡傳輸的性能。基礎設施層麵，我們覆蓋瞭負載均衡策略（如會話保持、一緻性哈希）和緩存策略（如LRU、LFU在Redis中的應用）。 第三部分：質量保障與維護的工程實踐（約500字） 軟件的價值體現在其長期運行的穩定性和可維護性上。本部分著重於如何通過工程手段確保軟件的持續健康。 7. 自動化測試金字塔的構建： 本章強調瞭測試的層次化結構。我們不僅介紹單元測試（JUnit 5的Mocking技術），更將重點放在瞭集成測試和端到端（E2E）測試的自動化策略。詳細討論瞭契約測試（Contract Testing，如Pact框架）在消除服務間集成風險方麵的核心作用，以及如何利用模糊測試（Fuzz Testing）來發現難以預料的邊界條件錯誤。 8. 可觀測性（Observability）的深度實踐： 現代復雜係統要求我們能“看到”係統內部的運行狀態。本書將可觀測性分解為三個維度：指標（Metrics，Prometheus/Grafana）、日誌（Logs，ELK/Loki）和追蹤（Tracing，Jaeger/Zipkin）。我們提供瞭如何設計有效的分布式追蹤上下文（Trace Context）以及如何利用這些數據進行“根因分析”（RCA）的實戰指南，而非僅僅是收集數據。 9. 安全性設計與DevSecOps集成： 安全性必須內建於設計之初。本章涵蓋瞭Web安全的基礎威脅（OWASP Top 10），並聚焦於API安全（OAuth 2.0, JWT的正確實現）。更重要的是，我們展示瞭如何將安全掃描工具（SAST/DAST）無縫集成到CI/CD流水綫中，實現“左移”（Shift Left）的安全理念，確保在代碼閤並前就發現並修復安全漏洞。 本書通過結閤前沿理論、經典範式和大量的代碼實例與設計模式討論，旨在培養讀者構建下一代高性能、高可靠性軟件係統的綜閤能力。它不是一本速成手冊，而是一本值得伴隨職業生涯不斷迴顧和深入研讀的工程參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的下瞭很大功夫去讀，也算是對得起它的分量瞭。剛開始的時候，確實被厚度和裏麵密密麻麻的圖示給震懾住瞭，感覺自己要淹沒在知識的海洋裏。尤其是一些涉及到遞歸和分治的章節，我反復看瞭好幾遍，還對著書上的例子自己手繪瞭流程圖，纔勉強有點眉目。感覺作者在講解一些比較抽象的概念時，並沒有直接給齣答案，而是循循善誘，引導你一步步去思考，有時候甚至會故意留下一些小小的“陷阱”，讓你在嘗試錯誤中領悟。雖然過程有點痛苦，但不得不說，這種學習方式真的把我的思維模式給“重塑”瞭。以前看一些比較輕鬆的教材，看完覺得懂瞭，但過不瞭多久就忘得一乾二淨，這本書不一樣，它強迫我去理解背後的原理，去思考為什麼這麼做，而不是死記硬背。而且，書後麵附帶的那些練習題，簡直是“要命”，很多題目都需要花上幾個小時甚至一天去思考和調試，但每次攻剋一個難題，那種成就感是無與倫比的。感覺這本書就像一個嚴厲但經驗豐富的老師，不給你留情麵，但能讓你真正學到東西，而且學得很紮實。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我來說，絕對是一次“硬仗”。我不是計算機專業的科班齣身，所以一開始麵對書中的很多術語和數學推導，都感到非常吃力。但是，作者似乎預料到瞭這一點，在講解每個新概念之前，都會有相對充分的鋪墊，並且通過大量的圖示來輔助理解。我經常會對照著圖，然後在腦海中模擬算法的執行過程，試圖找到其中的規律。尤其是關於動態規劃的那幾章，我花瞭很長時間纔理解“最優子結構”和“重疊子問題”這兩個核心概念，並且嘗試著將它們應用到一些實際問題中。書中的一些示例代碼，我也會自己動手敲一遍，然後進行修改和測試，看看不同的參數會帶來什麼樣的結果。雖然過程很慢，但每次能夠成功地理解一個算法的設計思路，都像是解開瞭一個謎題，讓我感到非常滿足。這本書讓我深刻體會到，學習數據結構和算法，不僅僅是學習代碼，更是學習一種解決問題的思維方式，一種對效率和優雅的追求。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的感受，更像是在進行一場“馬拉鬆”式的學習。它不像那些短跑式的教材，讀完一兩章就能掌握一兩個小技巧。這本書需要你沉下心來，一點一點地啃。我最喜歡的部分是，作者在介紹每一個數據結構和算法時，都會先從它的“應用場景”入手，讓你明白這個東西為什麼會被發明齣來，解決瞭什麼樣的問題。這讓我覺得學習的動力更足瞭，而不是為瞭學而學。比如，在講解哈希錶的時候，作者就舉瞭很多現實生活中的例子，比如字典、電話簿，讓你很容易就能理解它的核心思想。我印象特彆深刻的是，書中有關於“B樹”和“B+樹”的詳細介紹，之前對這些概念隻是一知半解，看瞭這本書，纔真正明白瞭它們在數據庫和文件係統中的重要作用，以及它們是如何優化查找效率的。雖然有時會因為一些復雜的數學證明而感到頭疼，但我會堅持多看幾遍，有時候還會去網上找一些其他的資料來輔助理解。總而言之，這本書給我帶來的，是一種“潤物細無聲”的提升，它讓我在不知不覺中，對計算機科學的底層邏輯有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛拿到這本書的時候，我有點膽怯，它看上去太“硬核”瞭。但是，當我翻開第一頁，就被作者那種嚴謹而又清晰的邏輯所吸引。他不會用華麗的辭藻來包裝晦澀的概念，而是用最直接、最本質的方式來剖析問題。對於每一個數據結構和算法，作者都會從其定義、原理、實現方式，到時間復雜度和空間復雜度分析，再到與其他相關算法的比較，都進行瞭細緻入微的闡述。最讓我印象深刻的是，書中對於一些經典的算法，例如快速排序、歸並排序，甚至是圖算法，都提供瞭多種實現方式的比較，並且深入分析瞭它們在不同情況下的性能錶現。這種“刨根問底”的精神，讓我覺得自己不再是被動接受知識，而是主動地去探索和理解。我尤其喜歡書中關於“攤還分析”的講解，之前對這個概念一直模棱兩可，看瞭書上的講解，配上具體的例子，纔算真正明白瞭它的精髓。雖然讀這本書需要投入大量的精力和時間，但它給我帶來的知識深度和思維訓練，是任何一本“速成”書籍都無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在爬一座高山，過程是艱辛的，但登頂的風景是壯麗的。一開始，我對書中的一些數據結構的實現細節感到非常睏惑，特彆是那些涉及到指針和內存管理的章節，總覺得有點“雲裏霧裏”。我嘗試著把書中的代碼一個字不落地敲進IDE裏，然後一步步地調試，觀察變量的變化，試圖理解每一行代碼的作用。這個過程非常耗時，而且經常會因為一個微小的錯誤而卡住很久。但是，當我最終理解瞭某個復雜算法的運作機製，或者成功地將一個抽象的數據結構可視化在腦海裏時，那種豁然開朗的感覺是其他任何事情都無法比擬的。這本書的一個顯著特點是，它並沒有迴避算法的復雜性，而是直麵它，並且提供瞭非常詳細的解釋和分析。我特彆喜歡書中的一些“思考題”，它們不像單純的練習題，更像是在拋磚引玉，引導你去探索更深層次的問題，去思考算法的優劣勢，以及在不同場景下的適用性。這種“被激發”的學習方式，讓我對數據結構和算法産生瞭更濃厚的興趣，也讓我開始用一種全新的視角去看待編程問題，不再局限於簡單的實現，而是開始關注效率和優化。