産品特色
        編輯推薦
                                    算法是一切程序設計的基礎和靈魂,更是一位程序員編程水平高低的集中體現。 
涵蓋廣泛:精煉的理論講述嵌入經典算法示例,學習查詢兼而有之。 
闡述到位:算法思想、算法實現和經典麵試題閤理搭配,相輔相成。 
實例完善:分析精準,注釋精確,保證每段代碼皆可通過編譯執行。                 
內容簡介
   計算機技術的發展和普及改變瞭人們的生活和工作方式,也改變瞭人們的娛樂方式,其中尤為重要的是計算機編程技術。現代的設計任務大多通過代碼編程完成,其中算法起到瞭至關重要的作用。可以毫不誇張地說,算法是一切程序設計的靈魂和基礎。 
本書知識點覆蓋全麵、結構安排緊湊、講解詳細、示例豐富。     
前言/序言
   計算機程序設計是信息化進程中最為重要的一個設計手段。一個應用程序往往由編程語言、數據結構和算法組成。其中,算法是整個程序設計的核心。算法代錶求解具體問題的手段和方法,可以毫不誇張地說,算法是一切程序設計的靈魂和基礎。選擇閤理的算法,可以起到事半功倍的效果。因此,對於程序員來說,學習和掌握算法是重中之重。 
但是,數據結構和算法理論性很強,讀者在學習的過程中會感到很枯燥和吃力,往往學習一段時間後便喪失瞭興趣,這就使得學習的效率大大降低。如何纔能提高讀者的學習興趣,使讀者能夠快速掌握數據結構和算法的知識呢?其實讀者需要的不僅是理論知識,還需要瞭解這些知識點的代碼實現以及應用示例。另外,對知識背景的介紹和理解往往能激發讀者學習的興趣。編者從這些基本點齣發,為讀者編寫瞭一本可以輕鬆學習數據結構和算法的參考書。 
C/C++是目前最為流行的編程語言之一。本書中所有的算法及示例都是采用C語言進行編寫的,因為基本語法相同,所以同時也能在C++環境下運行。但是這些算法並不僅僅局限於C語言。如果讀者采用其他編程語言,如C#、VB、Java等,根據其語法格式進行適當的修改也可使用。畢竟算法是核心,C/C++語言是眾多語言發展的重要參考,很多語法特點也相同。 
本書特色 
為瞭保證讀者掌握算法程序設計的核心技術,一開始我們就為本書規劃瞭一些特色,以保證質量和延長生命力。與其他同類書籍相比,本書有如下特色: 
? 本書由淺入深、循序漸進地帶領讀者學習數據結構和算法的知識。 
? 本書不僅詳細介紹瞭算法的基礎知識和應用,還對常用的加密/解密和數據壓縮等高級算法編程技術進行瞭詳細地講解。 
? 本書在講解每個知識點的同時,均給齣瞭相應的算法原理和算法實現,同時還給齣瞭完整的應用示例,每個示例都可以通過編譯執行,使讀者可以快速掌握相應的知識點在程序設計中的應用。 
? 本書在介紹各個知識點的同時,盡量結閤曆史背景並給齣問題的完整分析,使讀者可以瞭解問題的來龍去脈,避免瞭代碼類書籍的枯燥乏味,增強瞭圖書的易讀性。 
? 本書對每一個示例的程序代碼都進行瞭詳細地注釋和分析,並給齣瞭運行結果,使讀者在學習時更容易理解。 
本書結構 
本書以實用性、係統性、完整性和前沿性為特點,詳細介紹瞭算法的基本思想和不同領域的應用示例。本書內容共分4篇17章。 
第1篇是算法基礎篇,共分為3章,詳細介紹瞭算法和數據結構的相關知識。 
第2篇為算法應用篇,共分為8章,詳細講解瞭算法在排序、查找、數值計算、數論、經典趣題和遊戲中的應用。 
第3篇為算法麵試題篇,共分為4章,詳細分析瞭近幾年各大IT公司在邏輯推理測試、數學基礎測試、算法及數據結構方麵的常見麵試題。 
第4篇為算法高級應用篇,共分為2章,詳細講解瞭算法在密碼學和數據壓縮/解壓縮中的應用;為提升圖書性價比,本次改版把第4篇的內容放到下載包中供讀者學習。 
適閤的讀者 
? 係統開發人員; 
? C語言程序員; 
? 計算機培訓班學員; 
? 大學、大專等相關專業的學生及老師。 
本書結構緊湊,涉及的知識點也比較全麵,內容翔實,示例豐富。由於本書內容較多,編寫時間倉促,書中如有疏漏或不足之處,懇請廣大讀者提齣寶貴意見,以便進一步改進。 
即掃即看視頻 
我們從錄製的講解視頻中精心挑選瞭39段,根據本書講解內容的重點程度,將每段視頻製作成瞭即掃即看的二維碼,然後嵌入到相對應的章節中,讀者在學習本書時,如果遇到理解睏難,便可直接掃碼觀看詳細地視頻講解。 
附贈整體掃碼下載包 
在本次改版過程中,為瞭讓圖書達到更優性價比,在勘誤書中錯誤的同時,我們增加一個掃碼下載包,其中包含以下內容: 
? 45講、超過10小時的精彩講解視頻,精練地分析瞭C/C++算法的基本理論和在實踐中的應用; 
? 本書第4篇電子文檔; 
? 本書中所有程序示例的源代碼。 
緻謝、勘誤與支持 
一本真正的好書,從策劃到齣版上市會凝聚很多人行之有效的想法及智慧,它不僅為讀者打開一扇學習知識的門,更為讀者在書本之外搭建起一條提升能力的階梯。感謝嵌入式開發工程師陳黎娟女士為本書檢查代碼做齣勘誤修訂。為瞭讓本書更加完善,讀者在學習本書的過程中如果發現有不明白的地方或者有更好的算法和其他建議,歡迎您發送郵件到1057762679@qq.com郵箱和我們交流。    
				
 
				
				
					《算法的藝術:精通數據結構與通用設計模式》(第三版)  引言  在瞬息萬變的計算機科學領域,掌握高效的算法和優雅的數據結構是構建卓越軟件的基石。它們不僅是解決復雜問題的有力工具,更是提升程序性能、優化資源利用的關鍵。《算法的藝術:精通數據結構與通用設計模式》(第三版)是一本麵嚮所有對算法和數據結構充滿熱情,並希望在編程實踐中達到新高度的開發者、學生和研究人員的著作。本書秉承“精雕細琢,融會貫通”的理念,旨在深入剖析各類核心算法的原理,揭示其背後的數學思想和邏輯推理,並將其與實際應用場景相結閤,幫助讀者構建堅實的理論基礎,並養成嚴謹的編程思維。  本書並非一本簡單的“算法匯編”,而是緻力於引導讀者理解“為什麼”和“如何”。我們相信,真正的掌握源於深刻的理解,而非機械的記憶。因此,每一章都從最基礎的概念入手,逐步深入到復雜的優化和高級技巧,並輔以大量的實例分析和代碼演示,力求讓讀者在動手實踐中加深對算法的認知。  本書內容概覽  《算法的藝術:精通數據結構與通用設計模式》(第三版)將帶領讀者踏上一段全麵的算法與數據結構探索之旅。本書內容經過精心組織和編排,覆蓋瞭從經典到現代,從基礎到進階的廣泛主題。  第一部分:數據結構的基石     綫性數據結構:        數組與動態數組: 深入探討數組的內部實現機製、內存訪問特性,以及動態數組(如C++的`std::vector`)如何通過擴容策略實現高效的數據管理。我們將分析不同場景下數組操作的時間復雜度和空間復雜度,並介紹基於數組實現的經典查找算法。        鏈錶: 詳盡講解單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶和循環鏈錶的結構特點、創建、插入、刪除、查找等基本操作,並深入分析鏈錶在內存分配和訪問效率方麵的優劣。通過對比數組,讀者將清晰理解何時選擇鏈錶是更優的方案。        棧與隊列: 剖析棧(LIFO)和隊列(FIFO)的抽象數據類型定義,並介紹基於數組和鏈錶實現的具體方法。我們將重點關注棧在函數調用、錶達式求值、括號匹配等場景的應用,以及隊列在廣度優先搜索、任務調度等方麵的經典用途。        雙端隊列(Deque): 介紹雙端隊列的特性,以及它在某些需要高效處理兩端元素的場景下的優勢。     非綫性數據結構:        樹形結構:            二叉樹與二叉搜索樹(BST): 詳細介紹二叉樹的遍曆(前序、中序、後序、層序)及其應用。深入講解二叉搜索樹的性質、插入、刪除、查找操作,並分析其在平衡性方麵可能齣現的問題。            平衡二叉搜索樹: 介紹 AVL 樹和紅黑樹的概念、平衡策略、插入和刪除操作的復雜性,以及它們如何保證查找效率。我們將通過實際的插入和刪除過程展示平衡調整的細節。            B樹與B+樹: 講解 B 樹及其變體 B+ 樹在文件係統和數據庫索引中的應用,重點在於它們如何優化磁盤 I/O 操作,以及多叉結構帶來的優勢。            堆(Heap): 深入理解最大堆和最小堆的結構與性質,以及它們在優先隊列、堆排序等算法中的核心作用。我們將詳細介紹堆的構建、插入和刪除操作。            Trie(前綴樹): 講解 Trie 樹的結構和應用,尤其是在字符串匹配、字典查找、自動補全等場景下的高效性。        圖結構:            圖的錶示: 詳細講解鄰接矩陣和鄰接錶這兩種主要的圖錶示方法,並分析它們在空間和時間效率上的權衡。            圖的遍曆: 深入剖析深度優先搜索(DFS)和廣度優先搜索(BFS)算法,並闡述它們在連通性判斷、最短路徑查找(無權圖)、拓撲排序等問題中的應用。            最短路徑算法: 詳盡講解 Dijkstra 算法(單源最短路徑,非負權圖)、Bellman-Ford 算法(單源最短路徑,含負權圖),以及 Floyd-Warshall 算法(所有頂點對最短路徑)。我們將深入分析算法的原理、實現細節和時間復雜度。            最小生成樹算法: 介紹 Prim 算法和 Kruskal 算法,講解它們如何構建連接所有頂點的代價最小的生成樹,並分析其貪心策略。            拓撲排序: 講解有嚮無環圖(DAG)的拓撲排序概念及其應用,如任務依賴關係排序。        散列錶(Hash Table):            哈希函數的設計與選擇: 探討如何設計閤適的哈希函數以減小哈希衝突。            衝突解決方法: 詳細介紹鏈地址法(拉鏈法)和開放地址法(綫性探測、二次探測、雙重散列)等衝突解決方法,並分析它們的優劣。            散列錶的應用: 闡述散列錶在快速查找、計數、去重等場景下的強大能力,以及其在各種編程語言標準庫中的應用。  第二部分:算法的核心思想與設計模式     排序算法:        基礎排序: 詳細講解冒泡排序、選擇排序、插入排序的原理、實現和時間復雜度,並分析其在小規模數據上的適用性。        高效排序: 深入剖析歸並排序、快速排序的遞歸實現,以及它們的平均和最壞情況時間復雜度。我們將討論快速排序的優化技巧,如三數取中法。        特定場景排序: 介紹計數排序、桶排序、基數排序等非比較排序算法,以及它們在特定數據分布下的性能優勢。        堆排序: 結閤堆數據結構的知識,詳細講解堆排序的實現和特性。     搜索算法:        綫性查找與二分查找: 再次迴顧綫性查找,並重點深入二分查找的原理、邊界條件處理及其在有序數組中的高效性。        插值查找與斐波那契查找: 介紹這些比二分查找更進一步的優化查找算法,分析其適用條件。     遞歸與分治策略:        遞歸思想: 講解遞歸的定義、基本要素(基綫條件、遞歸步驟)以及其在解決問題中的優雅性。        分治法: 深入理解分治法的基本思想——分解、解決、閤並,並通過實際例子(如歸並排序、快速排序)展示其應用。     動態規劃(DP):        DP思想: 講解動態規劃的核心思想:最優子結構和重疊子問題,以及如何通過狀態轉移方程來描述問題。        經典DP問題: 詳細講解背包問題(0/1背包、完全背包)、最長公共子序列(LCS)、最長遞增子序列(LIS)、硬幣找零問題、矩陣鏈乘法等經典動態規劃問題,並提供詳細的解題思路和代碼實現。        DP優化: 探討狀態壓縮、空間優化等動態規劃的進階技巧。     貪心算法:        貪心策略: 講解貪心算法的“局部最優選擇”原則,以及其何時能夠得到全局最優解。        應用場景: 通過活動選擇問題、霍夫曼編碼、最小生成樹(Prim/Kruskal)、部分背包問題等實例,展示貪心算法的強大威力。     迴溯與分支限界:        迴溯法: 講解迴溯法的思想,即“試探”與“剪枝”,以及其在解決組閤問題(如N皇後問題、數獨求解、全排列)中的應用。        分支限界法: 介紹分支限界法作為迴溯法的優化,通過剪枝來加速搜索過程。     字符串算法:        樸素字符串匹配: 分析其局限性。        KMP算法: 詳細講解 KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法的原理,特彆是其“next”數組的構建和利用,以避免不必要的字符比較。        BM算法: 介紹 Boyer-Moore 算法,分析其“壞字符”和“好後綴”啓發式規則,以及它在實際應用中的高效性。        Rabin-Karp算法: 講解基於哈希的字符串匹配算法。     數學與數論在算法中的應用:        模運算: 介紹模運算的性質及其在處理大數、加密算法中的應用。        素數判斷與分解: 講解 Sieve of Eratosthenes(埃氏篩法)等素數生成算法。        GCD(最大公約數)與LCM(最小公倍數): 介紹歐幾裏得算法。        組閤數學基礎: 講解排列、組閤的計算方法,及其在概率與統計問題中的應用。  第三部分:高級主題與實踐     計算幾何基礎:        點、綫、麵: 介紹基本的幾何概念及其在坐標係中的錶示。        幾何關係判斷: 如兩點距離、點到直綫距離、綫段相交判斷、點是否在多邊形內等。        凸包問題: 介紹 Graham 掃描法或 Jarvin March 算法。    並發與並行算法:        多綫程與進程: 介紹並發與並行基本概念。        鎖與同步機製: 討論在多綫程環境下如何保證數據一緻性。        並行計算模型: 簡單介紹 MapReduce 等模型。    算法的分析與優化:        漸進記號: 深入理解大O、大Ω、大Θ記號,用於分析算法的漸進時間復雜度和空間復雜度。        常見復雜度分析: 總結不同算法的復雜度,幫助讀者建立復雜度感。        算法優化技巧: 介紹代碼優化、數據結構選擇、緩存利用等多種提高算法效率的手段。  本書的特色     理論與實踐並重: 每一種數據結構和算法都配有清晰的圖示、詳盡的僞代碼和經過優化的實際代碼示例,方便讀者理解和復現。    深入淺齣: 從基礎概念到核心原理,再到高級應用,循序漸進,確保不同水平的讀者都能有所收獲。    貼近實際: 算法的應用場景貫穿整個計算機科學的各個領域,本書通過大量實例來展示算法在解決實際問題中的價值。    注重思維訓練: 鼓勵讀者獨立思考,分析問題,並從中學習如何設計和分析算法,培養解決問題的能力。    廣泛的適用性: 本書介紹的算法和數據結構是計算機科學的通用知識,適用於各種編程語言和開發環境。  目標讀者     計算機科學與相關專業的學生: 為課程學習提供堅實的理論基礎和實踐指導。    軟件工程師: 提升編程技能,解決復雜問題,優化程序性能。    算法工程師和數據科學傢: 深入理解算法原理,為模型構建和係統設計打下基礎。    任何對算法和數據結構感興趣的開發者: 開啓通往高效編程的大門。  結語  《算法的藝術:精通數據結構與通用設計模式》(第三版)是一本獻給所有追求卓越的編程者的指南。我們相信,通過係統地學習和深入地實踐本書所介紹的內容,讀者將能夠不僅掌握各種算法和數據結構,更能培養齣獨立分析問題、設計高效解決方案的寶貴能力。這不僅是一本書,更是一段通往編程精通的旅程,一段探索算法無限可能性的精彩冒險。