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出版者:

作者:劉建英 編

出品人:

頁數:411

译者:

出版時間:2004-1

價格:35.00元

裝幀:

isbn號碼:9787810618700

叢書系列:

圖書標籤:

• 審計
• 審計學
• 財務審計
• 內部控製
• 風險管理
• 會計
• 經濟學
• 管理學
• 職業道德
• 公司治理

好的，以下是一本名為《高級數據結構與算法》的圖書簡介： --- 《高級數據結構與算法》：駕馭復雜計算的基石 導言：超越基礎，直麵現代計算的挑戰 在信息爆炸的時代，數據以驚人的速度增長和演變。無論是金融建模、生物信息學分析、大規模網絡路由，還是尖端的機器學習係統，其性能的瓶頸往往不在於硬件的運算速度，而在於我們如何高效地組織、存儲和檢索數據。本書《高級數據結構與算法》正是為此而生，它旨在為讀者構建堅實的理論基礎和實用的工程能力，使我們能夠從容應對那些需要極緻效率的復雜計算問題。 本書並非簡單地重復大學本科課程中介紹的數組、鏈錶或基本排序算法。相反，我們深入挖掘瞭那些支撐現代高性能計算係統的核心技術。我們假設讀者已經掌握瞭基本的離散數學、復雜度分析（如大O錶示法）以及常見數據結構的實現原理。在此基礎上，本書將帶領您進入一個更深、更具挑戰性的算法世界。 第一部分：內存層級與高性能數據結構 現代計算機係統的性能受到“內存牆”問題的嚴重製約——CPU的速度遠超主內存（DRAM）的訪問速度，而磁盤（SSD/HDD）的訪問速度則慢齣幾個數量級。高效的算法必須充分考慮數據在不同存儲介質間的移動成本。 第1章：緩存感知算法（Cache-Aware Algorithms） 我們將從L1、L2、L3緩存的工作原理入手，探討如何設計“空間局部性”和“時間局部性”俱佳的算法。內容涵蓋： 緩存優化技術： 塊狀矩陣乘法、矩陣轉置的優化策略。 緩存一緻性模型： 瞭解多核環境下數據同步的復雜性。 第2章：外部存儲與磁盤優化數據結構 當數據集無法完全載入內存時，我們需要依賴外部存儲。本章聚焦於如何最小化磁盤I/O操作： B樹及其變體（B+樹）： 深入剖析B+樹在數據庫索引和文件係統中的核心作用，並對比其與二叉搜索樹在磁盤訪問次數上的優勢。 LSM樹（Log-Structured Merge-Tree）： 探討現代NoSQL數據庫（如Cassandra, RocksDB）如何利用LSM樹實現高寫入吞吐量，並分析其讀取放大問題。 第3章：跳躍列錶與概率數據結構 跳躍列錶（Skip List）因其易於實現和接近平衡二叉樹的性能，在並發編程和某些內存數據庫中越來越受歡迎。 跳躍列錶的嚴謹分析： 詳細推導其平均查找、插入、刪除的復雜度。 布隆過濾器（Bloom Filter）與Cuckoo Hashing： 探討如何在犧牲極小概率的準確性的前提下，實現極速的成員查詢和接近最優的負載因子哈希錶。 第二部分：高級圖論算法與網絡流 圖論是描述關係和網絡結構最強大的工具。本書將超越Dijkstra和Floyd-Warshall，探索解決大規模、復雜網絡問題的尖端方法。 第4章：最短路徑與網絡流的進階 資源受限最短路徑（RCSP）： 解決多目標或約束條件下的路徑問題。 最大流與最小割的深度解析： 重點講解Ford-Fulkerson方法、Edmonds-Karp算法，以及最快的Dinic算法的實現細節和性能分析。 匹配問題： 探討二分圖匹配、最大權重匹配（匈牙利算法的擴展）。 第5章：圖的結構分解與可擴展性 處理數百萬甚至數十億節點的超大規模圖需要特殊的分解技術： 連通分量與橋/割點： 使用Tarjan算法和Kosaraju算法進行高效識彆。 圖的劃分與嵌入： 介紹譜聚類、高斯麯麵劃分（Metis）等技術，它們是構建分布式圖計算框架（如Giraph, Pregel）的基礎。 最小生成樹的並行化： 探索如何利用現代多核架構加速MST的計算。 第三部分：動態規劃與近似算法 麵對NP-完全問題，精確解法往往計算成本過高。本部分介紹如何使用更智能的策略來獲得足夠好的解決方案。 第6章：高效的動態規劃技術 不僅是背包問題，更要關注： DP狀態的優化： 講解如何通過“凸包技巧（Convex Hull Trick）”或“四邊形不等式（Knuth Optimization）”將$O(N^3)$或$O(N^2)$的DP解法優化到綫性或準綫性時間。 數據流中的DP應用： 探討有限自動機與DP的結閤。 第7章：近似算法與隨機化 當精確解不可行時，近似算法提供瞭保證性能上限的快速方案。 貪婪算法的局限與應用： 分析集閤覆蓋、旅行商問題（TSP）的近似算法。 隨機化算法： 詳細介紹Las Vegas算法（保證正確性，隨機運行時間）和Monte Carlo算法（快速運行，可能犯錯）。 綫性規劃鬆弛與割平麵法： 介紹如何將整數規劃問題鬆弛為綫性規劃，並利用割平麵法迭代逼近最優解。 第四部分：高級排序、搜索與字符串處理 第8章：比較排序的理論極限與實際應用 Radix Sort與Counting Sort的深入分析： 探討其在特定輸入模型下的綫性時間優勢。 並行排序算法： 介紹Merge Sort和Quick Sort在GPU或多核CPU上的並行化策略。 第9章：高效的字符串匹配與結構 在文本處理、基因測序中，字符串算法至關重要。 Aho-Corasick算法： 構建多模式匹配的有限自動機，實現一次掃描匹配所有模式。 後綴樹與後綴數組： 深入講解構建Suffix Tree（Ukkonen算法）和Suffix Array的復雜性與應用，尤其是在查找最長公共子串等問題上的威力。 結語：從理論到實踐的橋梁 本書的每一章都配有詳細的復雜度分析，並通過C++（或Python）實現的代碼示例來展示核心思想。我們強調的不僅僅是“什麼算法有效”，更是“為什麼它有效”以及“在何種真實場景下應選用它”。《高級數據結構與算法》是算法工程師、係統架構師、以及所有緻力於在計算效率上追求卓越的專業人士的必備參考書。掌握這些工具，您將有能力設計和實現下一代高性能的計算係統。 ---

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