How to Program C++

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出版者:
作者:Deitel, Paul J.
出品人:
页数:1504
译者:
出版时间:
价格:0
装帧:
isbn号码:9780137158027
丛书系列:
图书标签:
  • 很好的一本书
  • C++
  • 编程
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  • 开发
  • 算法
  • 数据结构
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具体描述

《数据结构与算法实战指南》图书简介 探索计算思维的核心,构建高效能软件的基石 在当今快速迭代的软件开发领域,仅仅掌握编程语言的语法已远远不够。真正的软件工程师需要具备洞察复杂问题的能力,并能设计出既优雅又高效的解决方案。本书《数据结构与算法实战指南》正是为渴望从“代码编写者”蜕变为“系统架构师”的读者量身打造的一本深度实战手册。 本书摒弃了传统教科书枯燥的理论堆砌,而是将目光聚焦于“如何将抽象的算法思想转化为生产力代码”。我们深知,理解数据结构与算法的本质,远比死记硬背其定义更为重要。因此,全书的组织逻辑围绕着“问题驱动”展开,每一个章节都以一个经典的工程难题或面试场景为切入点,引领读者深入探索最适合解决该问题的结构和算法。 全书内容覆盖了从基础到高级的完整体系,共分为五大部分,涵盖了现代软件开发中几乎所有核心的数据组织和处理范式。 --- 第一部分:基础结构与高效存取 本部分是构建一切复杂系统的基石。我们首先会系统性地梳理基本数据结构,但重点在于性能分析与内存布局。 1. 数组的深层奥秘与内存对齐: 探讨静态数组和动态数组的底层实现差异,深入剖析Cache局部性和内存对齐对程序性能的隐性影响。我们不仅仅展示如何使用`std::vector`(或C++标准库中的类似容器),更会剖析其扩容机制(Amortized Analysis)的精妙之处,并提供自定义内存池(Memory Pool)的设计思路,以应对高频内存分配的场景。 2. 链表变体与场景应用: 单向链表、双向链表、循环链表的实现将不再是简单的指针操作练习。我们将重点研究“哨兵节点(Sentinel Node)”的使用如何简化边界条件判断,并详细讲解如何利用“快慢指针法”解决链表中的环检测、中点查找等经典问题。此外,还会引入“跳跃表(Skip List)”的初步概念,作为平衡查找效率和实现复杂度的折衷方案。 3. 栈与队列的抽象与应用: 重点在于抽象操作在实际应用中的体现,例如,如何使用两个栈实现一个高效的队列(并分析其时间复杂度),以及如何使用队列实现广度优先搜索(BFS)的迭代版本。我们将通过一个实时的“命令历史记录与撤销/重做”模块,来直观展示栈的应用威力。 --- 第二部分:树形结构与层次化管理 树是组织层级数据的核心工具。本部分旨在让读者彻底掌握不同树结构的优劣和适用场景。 1. 二叉树的遍历艺术与递归陷阱: 深度解析前序、中序、后序遍历的原理,并通过交互式例子展示“迭代遍历法”如何避免深度递归带来的栈溢出风险。我们将重点讨论如何通过中序遍历和前序/后序遍历重建独特的二叉树结构。 2. 平衡搜索树:B-树与红黑树的工程实现(概念级): 鉴于红黑树和B-树的完整实现极其复杂,本部分采取“自顶向下,关注设计原则”的策略。我们将详细拆解红黑树的四大平衡性质,并重点展示“旋转(Rotation)”操作如何维护树的局部平衡。这部分内容将强化学到的知识如何应用于数据库索引(如MySQL的InnoDB)和文件系统设计。 3. 堆结构与优先级的掌控: 大顶堆与小顶堆的实现及其“堆化(Heapify)”过程是本节核心。我们将通过K个最大/最小元素查找、Top K问题、以及实时任务调度模拟,展示堆在维持动态优先级列表方面的无可替代性。此外,还会介绍斐波那契堆(Fibonacci Heap)的概念,以展示在特定场景下提升效率的极限探索。 --- 第三部分:哈希与集合的效率革命 本部分专注于讲解如何实现近乎O(1)的查找、插入和删除操作,以及如何优雅地处理碰撞问题。 1. 哈希函数的设计哲学: 我们不满足于简单的取模运算。本章将探讨一致性哈希(Consistent Hashing)在分布式系统(如负载均衡、缓存集群)中的关键作用,以及如何设计抗碰撞的优秀哈希函数。 2. 碰撞解析策略的实战对比: 详细对比链式地址法(Separate Chaining)和开放寻址法(Open Addressing,包括线性探测、二次探测和双重哈希)的优劣。通过模拟高负载场景,读者可以清晰地看到不同解析策略对平均查找时间和内存消耗的具体影响。 3. 字典(Map)的底层结构: 结合语言特性,我们将深入剖析标准库中`HashMap`(或`unordered_map`)的内部工作机制,并指导读者何时应选择基于哈希的结构,何时应回归到基于比较的结构(如平衡树)。 --- 第四部分:图论与网络建模 图是表示复杂关系和网络的终极工具。本部分将带领读者掌握图的表示方法、遍历策略以及路径优化算法。 1. 图的表示与存储: 深入比较邻接矩阵(Adjacency Matrix)和邻接表(Adjacency List)的适用性,并根据图的稀疏/稠密程度给出选择建议。 2. 深度优先搜索(DFS)与拓扑排序: DFS在连通性判断、寻找强连通分量(SCC)中的应用,以及如何利用DFS实现拓扑排序,从而解决项目依赖、课程先修等调度问题。 3. 最短路径算法的权衡: 重点分析和实战Dijkstra算法(处理非负权边)和Bellman-Ford算法(处理含负权边)。在实际应用中,我们会通过一个简单的交通网络模拟,直观比较两种算法的性能差异。对于更复杂的场景,会引入Floyd-Warshall算法进行全源最短路计算。 4. 最小生成树(MST): 掌握Prim算法和Kruskal算法,并理解它们在网络设计(如铺设光缆、优化物流网络)中寻找最低成本连接的原理。 --- 第五部分:算法范式与复杂度优化 本部分是通往高级算法设计的阶梯,关注于解决那些规模庞大、无法通过简单迭代完成的问题。 1. 动态规划(DP)的“无后效性”与“最优子结构”: 本部分是本书的重中之重。我们不会直接给出状态转移方程,而是引导读者通过“自底向上(Bottom-Up)”和“自顶向下带备忘录(Top-Down with Memoization)”两种视角来构造解法。经典的背包问题(Knapsack)、最长公共子序列(LCS)等将作为核心案例,确保读者真正领悟DP的思想精髓,而非仅是套用模板。 2. 贪心算法的正确使用场景: 阐述贪心选择性质与最优子结构之间的微妙关系,指导读者判断何时可以直接采取局部最优策略,并用活动安排问题等实例进行验证。 3. 回溯法与分支限界: 讲解如何使用回溯法系统地搜索解空间,例如解决N皇后问题、数独求解器。同时,引入分支限界(Branch and Bound)的概念,展示如何通过剪枝策略(Pruning)来优化回溯法,使其在处理组合优化问题时具备更强的实战能力。 --- 本书特色总结: 面向工程实践: 每一个理论知识点都配有一个或多个实际应用场景或代码示例,强调“为什么这么做”而非仅仅“如何做”。 复杂度深度解析: 贯穿始终的性能分析,帮助读者在设计之初就预判代码的瓶颈所在。 独立于特定语言的思维训练: 虽然代码示例将采用清晰易懂的方式呈现(不局限于C++或任何单一语言),但其核心思想是通用的,旨在训练读者的计算思维。 目标读者: 所有希望深入理解软件性能、准备技术面试、或从事系统设计、数据库、编译器、网络编程等对底层效率有高要求的领域的开发者和计算机科学学生。掌握本书内容,将使您在构建健壮、快速、可扩展的应用程序时,拥有坚实而可靠的理论与实践后盾。 《数据结构与算法实战指南》——让您的代码从“能跑”迈向“高效”!

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白讲,我买这本书之前是有些犹豫的,因为市面上C++的书籍汗牛充栋,很多都是陈旧的或者过于侧重于某个特定领域的应用。但我对“How to Program C++”的评价是,它成功地在“深度”与“广度”之间找到了一个令人惊喜的平衡点。它没有陷入纯粹的理论推导泥潭,保证了足够的实战性;同时,它也避免了成为一本浮于表面的“速成手册”。特别是关于面向性能优化的章节,介绍得极其到位。书中清晰地阐述了缓存局部性、流水线分支预测等硬件层面的概念,并将其与C++代码结构(如数据对齐、数组访问顺序)联系起来,这是我阅读其他书籍时很少见到的深入程度。这让我在优化我们团队的图形处理模块时,有了明确的改进方向,而不是靠猜和试错。这本书的语言风格非常清晰,没有过多花哨的修辞,每一个句子都力求信息密度最大化,这一点对于时间宝贵的专业人士来说是巨大的加分项。它就像一把瑞士军刀,提供了所有必要的工具,并且告诉你每把工具的最佳使用场景。如果你想让你的C++水平达到能够参与到高性能计算或底层系统开发中的水准,这本书无疑是你工具箱里最可靠的一件装备。

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这本“How to Program C++”简直是我编程学习道路上的及时雨!我之前尝试过一些网上零散的教程和一些厚重的理论书籍,结果总是抓不住重点,学起来效率低下,而且很快就感到挫败。这本书的出现,彻底改变了我的学习体验。它不仅仅是一本简单的语法手册,更像是一位经验丰富、耐心十足的导师,一步一步引导我构建起对C++的全面认知。从最基础的变量、数据类型开始,作者就用非常贴近实际应用的例子来阐述,而不是空洞的定义。我尤其欣赏它在面向对象编程(OOP)部分的处理方式,概念的引入循序渐进,类、对象、继承、多态这些核心概念的讲解深入浅出,配上精心设计的代码示例,让我不再觉得OOP是高不可攀的“大山”。更重要的是,它强调实践的重要性,书中的每一个章节后面都有大量的练习题和项目建议,这些练习并非简单的重复劳动,而是真正能锻炼解决问题能力的挑战。比如,书中有一个关于构建一个小型文件管理系统的项目,它把之前学到的所有知识点巧妙地串联起来,当我成功运行起自己的第一个稍微复杂点的程序时,那种成就感是无可替代的。这本书的排版也非常友好,代码块清晰易读,关键术语都有加粗或特殊标注,即便是初学者也能快速定位和理解。如果你正在寻找一本能真正带你入门并深入理解C++精髓的教材,这本书绝对是值得你投入时间的。我感觉自己不再是孤军奋战,而是有了一位可靠的伙伴在身边指导。

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我得说,对于一个已经有一些编程基础,但想系统化地掌握C++这门“老牌”但又极其强大的语言的开发者来说,这本书的深度和广度恰到好处。我之前用C语言写过一些底层逻辑的东西,但转到C++时,总感觉STL(标准模板库)和RAII(资源获取即初始化)这些现代C++的精髓部分掌握得不够扎实。这本书没有像那些纯粹面向新手的教材一样,把大量的篇幅浪费在过于基础的“Hello World”上,而是迅速切入核心优势。它对STL容器(如vector, map, unordered_map)的讲解非常到位,不仅仅是告诉你它们是什么,更重要的是分析了不同容器在特定场景下的性能取舍,这对于写出高效代码至关重要。作者对模板元编程的介绍也很有启发性,虽然这部分内容确实有一定门槛,但书中通过清晰的结构化解释,让我对泛型编程有了更深一层的认识。我最喜欢的一点是,它非常注重“为什么”要这样做,而不是仅仅停留在“怎么做”。比如,在讨论指针和引用时,它不仅仅对比了它们的语法差异,还深入剖析了它们在内存管理和函数传参中的实际影响和最佳实践。这本书的语言风格成熟、严谨,但又不失亲切感,读起来感觉像是在和一位资深架构师进行深入的技术探讨,非常适合希望从“能用” C++ 提升到“精通” C++ 的读者。

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说实话,我之前对C++的印象一直是“强大但复杂”、“容易写出难以维护的代码”。这本书完全颠覆了我的刻板印象。它将C++的复杂性进行了极好的结构化拆解,特别是关于异常处理和现代C++特性(C++11/14/17)的章节,简直是教科书级别的范例。以前处理错误我总是习惯性地返回错误码,效率低且容易遗漏。这本书详细讲解了如何正确地使用`try-catch`块,以及何时应该抛出标准异常或自定义异常,让我的代码健壮性有了质的飞跃。更让我眼前一亮的是,它对并发编程的介绍。在多核处理器成为标配的今天,掌握线程和同步机制至关重要。这本书没有回避这个难题,而是用清晰的逻辑解释了互斥锁(mutex)、条件变量(condition_variable)的工作原理和使用陷阱,特别是强调了死锁的预防措施。这些内容在很多入门书籍中往往是一笔带过或者直接跳过,但对实际项目开发至关重要。阅读过程中,我发现作者似乎很懂得读者的“痛点”,总是在关键时刻给出“最佳实践”的建议,例如,何时应该优先使用`std::unique_ptr`而非裸指针,这些都是能直接提升代码质量的宝贵经验。这是一本真正关心开发者能否写出“健壮、高效、现代” C++ 代码的书。

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对于我这种自学能力较强,但缺乏系统性指导的“野生”程序员来说,找到一本能够提供完整知识体系的书非常难得。这本书在这方面做得非常出色,它的章节编排逻辑就像是一张精心绘制的路线图。它没有一开始就抛出一堆晦涩难懂的头文件和库函数,而是先确保你对内存模型和编译链接过程有一个基本的认识。这种基础的夯实工作,让我后来学习更高级主题时,那些看似突兀的概念都能找到它们的“根源”。例如,在讲解函数重载和运算符重载时,它自然地过渡到了编译器的解析机制,而不是孤立地介绍语法规则。我发现,很多零散知识点在读完这本书后,突然间就串联起来了,形成了一个完整的知识网络。此外,书中对调试技巧的讨论也十分实用。它不仅教你如何使用IDE进行断点调试,还介绍了如何通过日志系统和内存检查工具来定位那些难以捉摸的运行时错误。这种注重工程实践的导向,让我感觉这本书的作者是真正的一线开发者,深知学习编程不只是学习语言本身,更重要的是学习如何“调试”和“维护”代码。这本书读完后,我感觉我的编程思维框架得到了极大的优化和提升。

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从最开始的入门到介绍怎么写stack和queen, 所有代码都有解释。并且指出了入门者的常犯错误,和为什么不能这么些那些code 原因

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