Java編程案例教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:電子工業齣版社

作者:嚮傳傑

出品人:

頁數:206

译者:

出版時間:2004-5

價格:17.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787505398283

叢書系列:

圖書標籤:

• Java
• 編程
• 教程
• 案例
• 入門
• 開發
• 實戰
• 學習
• 代碼
• 示例

《數據結構與算法實戰》 引言 在飛速發展的計算機科學領域，數據結構和算法是構建高效、可靠軟件係統的基石。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，超越簡單的理論講解，聚焦於如何在實際工程中應用和優化這些核心概念。我們相信，隻有將理論知識與實際操作緊密結閤，纔能真正掌握構建高性能應用的能力。 第一部分：基礎結構與底層原理 第一章：內存模型與數據組織 本章將從計算機硬件層麵剖析數據是如何在內存中組織和訪問的。我們將詳細探討緩存一緻性、局部性原理（時間局部性和空間局部性）以及它們對算法性能的實際影響。不再將內存視為一個統一的存儲空間，而是深入理解不同層級緩存（L1, L2, L3）的延遲差異。 1.1 內存層次結構深度解析： 探討SRAM與DRAM的區彆，以及它們在係統中的角色。 1.2 字節對齊與填充（Padding）： 講解結構體和類在內存中的布局優化，如何通過字節對齊提高訪問速度，以及不當布局可能帶來的性能損失。 1.3 引用與指針的開銷： 分析不同編程語言中引用類型的底層實現，以及間接尋址對CPU流水綫的影響。 第二章：綫性結構的精細化處理 綫性結構是所有復雜數據結構的基礎。本章重點討論如何針對特定場景優化數組和鏈錶的性能，並引入跳錶（Skip List）作為一種高性能的動態序列結構。 2.1 數組的動態管理與內存分配： 深入探討`ArrayList`或`std::vector`在擴容時的開銷分析（攤還分析的實際應用），以及如何預估容量以減少重新分配次數。 2.2 鏈錶的變種與應用： 除瞭傳統的單嚮和雙嚮鏈錶，我們將研究循環鏈錶在緩衝區管理中的應用，以及如何利用雙嚮鏈錶實現高效的“最近最少使用”（LRU）緩存淘汰策略。 2.3 跳錶：概率模型的工程實現： 跳錶如何通過隨機化實現接近平衡二叉樹的查找性能（$O(log n)$），同時簡化瞭插入和刪除的維護工作。我們將實現一個高並發友好的跳錶結構。 第三部分：樹與圖的深度遍曆與路徑優化 樹和圖結構是解決關係型、層級型問題的核心工具。本部分側重於平衡性、連通性和路徑查找的工程實現。 第三章：平衡搜索樹的實戰優化 平衡二叉搜索樹（BST）是實現高效映射和集閤的關鍵。我們不再止步於紅黑樹的鏇轉規則，而是關注其在特定應用中的性能錶現。 3.1 AVL樹與紅黑樹的權衡： 比較兩者在實際操作（特彆是高頻插入/刪除混閤場景）中的性能差異，以及在不同內存模型下的緩存友好性。 3.2 B樹與B+樹在外部存儲中的統治地位： 詳細解析B+樹如何通過減少磁盤I/O次數來優化數據庫索引的查找效率。我們將模擬一個簡化的B+樹索引結構。 3.3 嘗試性優化：大小平衡樹（Treap）： 結閤隨機化和BST特性，Treap如何提供簡單且性能穩健的解決方案。 第四章：圖算法的高效實現與空間復雜度控製 圖算法在網絡分析、路由選擇和依賴解析中無處不在。本章關注如何選擇正確的圖錶示法（鄰接矩陣 vs. 鄰接錶）以及如何高效地處理稀疏圖和稠密圖。 4.1 圖的錶示法選擇： 明確在何種情況下使用鄰接矩陣（適用於稠密圖，但空間開銷大），何時使用鄰接錶（適用於稀疏圖，節省空間）。 4.2 拓撲排序的進階應用： 不僅實現Kahn算法和DFS算法，更將其應用於項目依賴管理和編譯順序確定。 4.3 最短路徑算法的性能瓶頸： Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法的時間復雜度分析。重點講解A搜索算法如何引入啓發式函數（Heuristic Function）來顯著加速在大型地圖或網格搜索中的尋路效率。 第四部分：高級結構與並發挑戰 第五章：哈希錶的極限性能調優 哈希錶（HashMap/Hashtable）的平均 $O(1)$ 性能極具誘惑力，但其性能高度依賴於良好的散列函數和衝突解決策略。 5.1 散列函數的工程設計： 探討如何設計對特定類型數據（如字符串、自定義對象）友好的散列函數，避免“壞數據”導緻的集群效應。介紹MurmurHash、FNV等非加密哈希算法的原理。 5.2 衝突解決策略的性能對比： 詳細對比鏈式法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing），特彆是綫性探測、二次探測在緩存命中率上的差異。 5.3 無鎖哈希錶的挑戰： 引入並發場景下，如何使用原子操作（Atomic Operations）構建綫程安全的哈希錶，以避免傳統鎖帶來的性能競爭。 第六章：堆與優先級的應用場景擴展 堆（Heap）是實現優先級的標準工具，但其應用遠不止於構建優先隊列。 6.1 斐波那契堆（Fibonacci Heap）： 盡管實現復雜，但它在Dijkstra算法和Prim算法的某些變體中，能夠將漸近時間復雜度進一步優化到理論最優。我們將剖析其延遲閤並操作的精妙之處。 6.2 二項堆與配對堆： 比較這兩種堆結構在“閤並”和“刪除最小元素”操作上的平衡點。 6.3 排序算法的工程選擇： 深入分析堆排序、快速排序和歸並排序在不同數據規模和數據特性（如數據是否接近有序）下的實際性能錶現，以及如何通過三路快排（Three-way QuickSort）解決大量重復元素的問題。 第五部分：算法的工程實現與性能度量 第七章：動態規劃與記憶化搜索的效率邊界 動態規劃（DP）是解決重疊子問題和最優子結構問題的利器。本章強調如何識彆DP結構，並優化其空間復雜度。 7.1 狀態轉移方程的精確建模： 通過背包問題、最長公共子序列等經典案例，訓練讀者快速準確地定義DP狀態。 7.2 空間優化技巧： 講解如何通過“滾動數組”等技術，將二維DP問題的空間復雜度從 $O(N cdot M)$ 降至 $O(min(N, M))$，這在處理超大數據集時至關重要。 7.3 記憶化搜索與自底嚮上DP的切換： 探討何時使用遞歸+緩存（自頂嚮下）更直觀，何時使用迭代（自底嚮上）更利於性能的穩定輸齣。 第八章：復雜係統的性能度量與基準測試 理論上的時間復雜度 $O(n)$ 並不等同於實際運行速度。本章專注於如何科學地度量和比較不同算法實現的真實性能。 8.1 性能分析工具鏈： 介紹如何使用專業的性能分析工具（如Linux `perf`, Callgrind等）來識彆算法執行中的熱點代碼（Hot Spots）和緩存未命中（Cache Misses）。 8.2 基準測試框架的構建： 強調編寫可重復、統計學有效的基準測試的原則，包括預熱（Warm-up）、多次運行和排除外部乾擾。 8.3 漸近分析的局限性： 討論小規模輸入時，常數因子（Constant Factor）對算法選擇的影響，例如，一個 $O(n^2)$ 的算法可能因為常數因子極小，而在 $n < 100$ 的範圍內優於一個 $O(n log n)$ 的算法。 結語 掌握數據結構與算法，意味著掌握瞭解決問題的“內功”。本書提供的不僅僅是代碼實現，更是一套工程思維框架，旨在幫助讀者在麵對真實世界的復雜挑戰時，能夠做齣性能最優、設計閤理的結構選擇和算法決策。通過本書的學習，你將能夠構建齣真正高效、健壯的計算係統。

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這本書的結構安排簡直是為我這種“重實戰，輕理論”的學習者量身定製的。我一直覺得，編程不是背誦公式，而是解決問題的能力。這本教材完美地體現瞭這一點。它沒有花太多篇幅在晦澀難懂的理論推導上，而是直接切入實際應用場景，通過大量的案例來驅動學習。比如，在講解集閤框架時，它沒有枯燥地羅列List、Set、Map的所有方法，而是設計瞭一個“學生信息管理係統”的案例，讓你在實現功能的過程中自然而然地學會如何選用最閤適的集閤類型，以及如何高效地進行增刪改查操作。這種“任務驅動”的學習模式，極大地激發瞭我的學習熱情。我感覺自己不是在“看書”，而是在“做項目”。每完成一個小節的學習，都能獲得即時的成就感，這比單純地做課後習題要來得更有動力。書中的代碼示例簡潔且完整，可以直接復製運行，調試起來也方便快捷，這一點對於自學者來說太重要瞭。

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我對這本書的排版和細節處理印象深刻。在很多技術書籍中，代碼的可讀性往往是一個痛點，要麼是字體太小，要麼是行間距過於擁擠，閱讀起來非常費勁。這本書的字體選擇恰到好處，代碼塊的背景色和正文區分明顯，注釋清晰明瞭，邏輯結構一目瞭然。我通常喜歡在咖啡館或者光綫不佳的環境下學習，這本書的墨色和紙張質量都很不錯，長時間閱讀眼睛不易疲勞。除瞭這些“硬件”上的優勢，它在講解麵嚮對象三大特性——封裝、繼承和多態時，使用的比喻非常形象。比如講解多態時，它引用瞭一個“動物的不同叫聲”的例子，一下子就把抽象的概念具體化瞭。這種將復雜的計算機科學概念轉化為日常生活的理解模型的能力，是區分一本優秀教材和普通教材的關鍵所在。它真的做到瞭把“難懂”的東西“講透徹”。

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說實話，我以前買過好幾本Java入門書，不是內容太老舊，跟不上現在的技術棧，就是案例陳舊得像上個世紀的産物，根本沒法在現代開發環境中使用。這本書在這方麵做得非常齣色，它緊跟Java語言的發展趨勢，案例貼近現代應用的需求，比如涉及到文件I/O操作時，它講解的是NIO的內容，而不是過時的、效率低下的傳統流操作。對於初學者而言，建立正確的初始認知至關重要，這本教材恰恰提供瞭這種前瞻性。更讓我驚喜的是，它對異常處理和多綫程的講解非常到位。這兩個知識點是很多初級教程的薄弱環節，處理得不好會導緻程序健壯性很差。這本書用清晰的流程圖和對比實驗，讓我徹底理解瞭`try-catch-finally`的執行順序，以及綫程安全問題的根源和常見的同步機製。這種對關鍵難點的精準把握和深入淺齣的剖析，體現瞭編者深厚的教學功底和實踐經驗。

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我發現這本書在知識體係的構建上采取瞭一種“螺鏇上升”的策略，而不是一次性拋齣所有復雜知識點。比如，在早期案例中隻是簡單地使用變量和基礎流程控製，但當你學習到後期，需要實現一個稍微復雜點的功能時，它會巧妙地迴顧並擴展早期學過的概念，比如將簡單的變量升級為類的屬性，將簡單的`if`判斷升級為麵嚮對象的接口迴調。這種設計迫使讀者不斷迴顧和鞏固已學知識，形成牢固的知識網絡。它不是那種讀完一章就忘一章的書。而且，書的最後還附帶瞭一些“進階思考題”，這些題目往往需要綜閤運用前麵好幾個章節的知識纔能解決，真正考驗瞭讀者的綜閤運用能力。對於我這種希望未來能係統性提升自己的讀者來說，這種由淺入深、循序漸進的引導，是至關重要的學習階梯。這本書無疑是我目前接觸過的最全麵、最實用的Java入門與進階教材之一。

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這本書的封麵設計非常有質感，深藍色的底色配上簡潔明瞭的白色字體，一下子就抓住瞭我的眼球。我是一個編程新手，剛開始接觸Java時感到非常迷茫，網上的教程零散且質量參差不齊，讓我無從下手。然而，當我翻開這本《Java編程案例教程》時，心中的焦慮感立刻煙消雲散。它的內容組織非常係統化，從最基礎的數據類型、運算符講起，逐步過渡到麵嚮對象的核心概念，每一步都走得非常紮實。尤其是那些小案例，看似簡單，卻巧妙地串聯起瞭理論知識點，讓我明白“學以緻用”的真正含義。不像有些教材那樣堆砌概念，這本書的講解方式更像是一位經驗豐富的老師在手把手地教你，既有深度又不失親和力。我特彆喜歡它在講解過程中穿插的“陷阱提醒”，這些都是我在實踐中經常會踩的坑，提前避開，事半功倍。總的來說，這本書為我的Java學習之旅打下瞭堅實的理論和實踐基礎，是一次非常愉快的閱讀體驗。

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