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出版时间:2001-2

价格:40.00元

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isbn号码:9787111086222

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具体描述

数据驱动时代的基石：深入解析与应用——《现代数据结构与算法精通》【本书定位与目标读者】本书旨在为有志于在当今数据爆炸时代构建高效、可扩展系统的工程师、软件架构师、以及对底层计算原理有深入探究需求的计算机科学专业学生，提供一套全面、深入且极具实战指导意义的知识体系。我们不再停留在理论的简单罗列，而是将目光聚焦于如何将抽象的算法思想转化为高性能、可维护的生产级代码。本书涵盖了从基础数据组织到尖端算法优化的全景图，尤其强调现代处理器架构（如缓存机制、并行计算）对算法选择和实现的影响。它不仅仅是一本“如何实现”的数据结构手册，更是一本“为何如此设计”的思维指南。【内容架构与核心亮点】全书分为五大部分，共计十八章，层层递进，确保读者构建起坚实的知识框架。第一部分：基础单元与内存拓扑（The Foundational Primitives）本部分是对计算基石的重新审视，重点关注数据结构在实际硬件环境下的表现。第一章：字节、字与内存层级结构深入探讨现代CPU的冯·诺依曼结构、哈佛结构及其对程序性能的制约。详细剖析L1、L2、L3缓存的工作机制、缓存一致性协议（如MESI）以及伪共享（False Sharing）问题。理解数据结构布局如何影响缓存命中率，是后续所有优化的前提。第二章：链式结构的高级优化重新审视传统的链表（Singly/Doubly Linked Lists），并引入跳跃列表（Skip Lists）作为一种高效的动态排序结构。重点分析跳跃列表在随机数生成器质量要求下的性能波动，并提供基于特定场景（如高并发数据库索引）的内存分配策略优化。第三章：数组的隐藏能力——向量化与内存对齐讨论静态数组和动态数组（Vector）在不同语言环境下的底层实现差异。核心章节在于SIMD（单指令多数据流）指令集如何通过优化数组访问模式实现计算密集型任务的加速。讲解如何通过结构体填充（Padding）和内存对齐指令（如`alignas`）来最大化并行效率。第二部分：树与图的结构化探索（Trees and Graphs: Navigating Relationships）本部分聚焦于描述复杂关系和进行高效查询的结构。第四章：平衡查询的艺术——B/B+树的深度解析超越教科书式的定义，本书详细对比了B树、B+树在磁盘I/O密集型应用（如文件系统、数据库索引）中的适用性。重点解析了B+树的非叶子节点不存储数据、叶子节点通过链表连接的机制如何优化范围查询。并引入WAL（Write-Ahead Logging）对树结构更新的影响。第五章：面向实践的二叉搜索树变体集中讨论AVL树和红黑树（Red-Black Trees）的旋转操作细节与复杂度分析。特别强调在Linux内核和Java `TreeMap`中，红黑树的实现细节（如颜色标记的存储效率）如何被微调以适应特定调用栈。第六章：图遍历与最短路径的现代解法详细阐述Dijkstra、A算法，并引入Contraction Hierarchies（收缩层次结构）和Hub Labeling等用于超大规模地图导航系统的预处理技术。讨论图的邻接矩阵与邻接表在内存占用和遍历效率上的权衡，尤其是在稀疏图和稠密图中的选择标准。第三部分：哈希的精度与容错（Hashing: Precision, Collisions, and Resilience）本部分深入探讨哈希函数的设计哲学及其在解决冲突中的高级应用。第七章：通用哈希函数的设计原理从经典FNV到现代的MurmurHash3和xxHash，分析不同哈希算法的抗碰撞能力、计算速度和输出均匀性。探讨如何根据数据特性（如文本、二进制数据）选择最佳的哈希算法。第八章：冲突解决机制的演进对比开放寻址法（线性探测、二次探测、双重哈希）和链式法。重点分析Cuckoo Hashing（布谷鸟哈希）如何实现O(1)的平均查找时间，并讨论其在内存重定位（Rehashing）时的性能开销。第九章：一致性哈希与分布式系统系统讲解一致性哈希（Consistent Hashing）在负载均衡、分布式缓存（如Memcached、Redis Cluster）中的作用。分析虚拟节点（Virtual Nodes）的引入如何解决数据分布不均和节点增减时的抖动问题。第四部分：高级抽象与并发结构（Advanced Abstractions and Concurrency）本部分关注超越单线程环境的数据结构设计，是构建高并发系统的关键。第十章：无锁数据结构的设计哲学介绍原子操作（Atomic Operations）和内存屏障（Memory Barriers）在实现无锁（Lock-Free）算法中的核心地位。详细分析ABA问题及其在CAS（Compare-and-Swap）循环中的规避策略。第十一章：并发队列与栈的实现从Michael & Scott的并发队列实现到Boost库中的无锁栈，剖析如何利用底层硬件指令安全地修改共享数据结构，并对比基于锁（Mutex）的同步机制的性能损耗。第十二章：堆栈与堆的内存管理策略探讨语言运行时如何管理内存堆（Heap）。详细解析经典的内存分配器（如Doug Lea的dlmalloc）的伙伴系统（Buddy System）和slab分配机制，以及它们如何处理内存碎片化问题。第五部分：算法优化与性能调优（Algorithm Refinement and Performance Tuning）本部分将理论与实际性能测试相结合，指导读者进行系统级的优化。第十三章：排序算法的性能边界超越快速排序和归并排序。重点分析Timsort（Python、Java中使用的混合排序）的混合策略，以及如何利用并行计算库（如OpenMP、CUDA）对大规模数据集进行并行化排序（如Parallel Merge Sort）。第十四章：近似算法与空间效率在处理海量数据时，精确性往往需要让位于空间效率。深入介绍Bloom Filter（布隆过滤器）用于快速成员检测，以及HyperLogLog（HLL）用于基数估计，并探讨它们引入的误报率或误差率的可接受范围。第十五章：动态规划与最优子结构系统梳理经典的动态规划（DP）问题，如背包问题、最长公共子序列。重点在于如何通过状态压缩（State Compression）和滚动数组优化DP的空间复杂度，减少内存访问。第十六章：流式数据处理与滑动窗口算法处理实时数据流是现代系统的核心需求。介绍如何使用Deque（双端队列）高效实现滑动窗口的最大/最小值查询，以及如何结合概率结构处理无限数据流中的统计摘要。第十七章：递归与尾调用优化探讨递归函数在深度较大时可能导致的栈溢出问题，并分析编译器如何实现尾调用优化（TCO）来避免这一问题。在函数式编程范式下，理解递归的迭代等价性。第十八章：案例分析：高性能搜索引擎的核心索引结构综合前述所有知识，以一个简化的高性能搜索引擎的倒排索引（Inverted Index）构建为例，展示如何结合B+树（用于存储词条的全局结构）、倒排列表（利用压缩数组存储文档ID）以及布隆过滤器（用于快速判断词条是否存在）来设计一个低延迟、高吞吐量的查询服务。【本书特色总结】 1. 硬件感知设计：始终将内存层次结构和CPU指令集作为算法选择的首要考量因素。 2. 代码与伪代码并重：核心算法提供清晰、可移植的伪代码，并辅以C++或特定高性能语言的实现片段，展示内存布局的精确控制。 3. 性能量化分析：不仅提供时间复杂度（Big O），更注重常数因子和实际运行时间（Wall Clock Time）的优化指导。 4. 面向工程实践：拒绝晦涩的纯数学推导，所有理论都紧密结合数据库、网络、操作系统和分布式系统中的实际应用场景。本书旨在培养下一代对计算效率有极致追求的软件构建者。掌握其中的思想，将使您的代码在面对TB级数据洪流时，依然游刃有余。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容组织上的宏观视野令人赞叹。它没有将XML局限在单纯的“数据标记语言”层面，而是将其置于整个信息交换生态系统的背景下进行阐述。我特别欣赏它对**XPath和XSLT**这两大核心工具的论述深度。作者没有仅仅满足于展示它们的基本语法，而是深入探讨了如何利用它们进行高效的数据转换和复杂查询，这对于我们日常工作中处理海量非结构化数据至关重要。书中通过一个模拟电子商务平台订单处理流程的案例，贯穿了从数据采集、校验到最终展现的完整链条，这使得抽象的技术点拥有了具体的业务场景作为依托。通过这个案例，我清晰地看到了如何用XSLT将原始的XML数据转换成用户友好的HTML页面，以及如何利用XPath进行精准的数据定位。这种“理论+实战案例驱动”的结构，让这本书的实用价值得到了极大的提升。它不是一本束之高阁的参考手册，而更像是一本可以随时翻阅、解决实际问题的工具书。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次对技术思维的重塑。作者在介绍XML的**结构化思维**时，反复强调“数据与表现分离”的核心理念，这一点在我过去的工作中常常被忽略。书中通过对比传统固化格式数据的弊端，有力地论证了为什么现代系统必须依赖像XML这样灵活的结构化语言进行通信。其中有一部分篇幅专门讨论了XML在**Web Service（SOAP）**架构中的关键作用，这部分内容写得极富洞察力，分析了不同协议栈在不同应用场景下的权衡。更重要的是，作者在讲解过程中，总能穿插一些关于技术选型的思考，比如何时应该选择JSON而非XML，这种辩证的观点，让我避免了陷入“技术崇拜”的误区。它教会我的不仅仅是“如何写XML”，更是“为什么要用XML”，这种更高层次的理解，是任何速成教程都无法给予的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深沉的蓝色调配上简洁的白色字体，一下子就给人一种专业而又不失亲切的感觉。我是在一个技术书店的角落里偶然发现它的，当时我正为自己对新兴技术领域知识的匮乏感到焦虑。这本书的厚度适中，拿在手里有种沉甸甸的实在感，让我对它的内容质量充满了期待。我翻开目录，里面的章节划分逻辑清晰，从基础概念的铺陈到复杂特性的深入解析，似乎构建了一个非常完善的学习路径。特别是它对**DTD和Schema**的对比分析部分，用图表的形式展现了各自的优劣，这种直观的比较方式，对于初学者来说无疑是巨大的福音。我尤其欣赏作者在介绍**XML解析器**时，不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量实际操作的命令行示例，这让枯燥的技术文档瞬间变得生动起来，仿佛作者就坐在我身边手把手地指导。光是光盘封面的设计，就透露出一种“干货满满”的信号，让人忍不住想立刻拆开来探索其中的奥秘。它的排版也十分考究，页边距合理，字体大小适中，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳，这对于我们这些需要长时间对着屏幕工作的技术人员来说，是一个非常贴心的设计细节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，坦率地说，非常“接地气”，不像有些技术书籍那样堆砌晦涩难懂的专业术语。作者似乎深谙技术学习者的痛点，总能在关键的概念讲解之后，立刻用一个生活化的比喻来加以阐释。比如，它用“盖房子的蓝图”来解释XML文档结构，这种形象化的描述，极大地降低了我理解**命名空间（Namespace）**的门槛。我之前在其他资料上看到这个概念时总是感到云里雾里，但在这本书里，作者通过一个虚拟社区中不同“部门”使用相同标签却含义不同的场景，瞬间就将概念打入了我的脑海。而且，它的行文节奏把握得相当到位，不会让人感觉过于拖沓，也不会因为信息量过大而感到窒息。每一章的末尾都设置了“自测与反思”的小环节，这些问题设计得非常巧妙，它们不是简单的知识点复述，而是更侧重于对概念的理解和应用能力的考察。这种循序渐进的引导方式，让我在学习过程中始终保持着一种积极主动的状态，而不是被动地接收信息。对于我这种希望系统性掌握一门技术的人来说，这种教学上的用心，远比单纯的信息堆砌要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量和细节处理，也体现出了出版方对读者的尊重。纸张的质感很好，即便是长时间翻阅，也不会留下明显的指纹或油渍，这对于需要反复查阅的技术书籍来说非常重要。更值得称道的是，书中对所有代码块的格式化处理得非常规范，缩进、对齐都严格遵守了最佳实践，这在一定程度上也潜移默化地影响着我的编码习惯。光盘的内容，根据封面的提示，似乎包含了大量的**示例代码和预设环境**，这无疑是大大加快了学习的效率，避免了读者在搭建环境时浪费不必要的时间。总的来说，这本书的整体体验非常流畅和专业，它成功地将一门看似门槛较高的技术，通过精心的编排和人性化的讲解，变得平易近人。它不仅仅是一本教材，更像是一位资深工程师对初学者的耐心引路，让人在掌握技术的同时，也培养了良好的技术素养。

评分☆☆☆☆☆