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出版者:中國鐵道齣版社

作者:金榜教育資訊

出品人:

頁數:288

译者:

出版時間:2004-7-1

價格:27.00

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787113059835

叢書系列:

圖書標籤:

• 局域網
• 網絡管理
• 網絡建設
• 實訓教程
• 計算機網絡
• 網絡工程
• 網絡技術
• 信息技術
• 網絡管理員
• 圖解教程

《數據結構與算法基礎：C++實現》 一、本書概覽與定位 本書旨在為計算機科學、軟件工程及其相關專業的學生、初級程序員以及希望係統學習數據結構與算法的工程師提供一本全麵、深入且注重實踐的教材。不同於側重於特定應用領域或純理論推導的著作，本書的核心目標是建立讀者對核心數據結構（如數組、鏈錶、棧、隊列、樹、圖）的深刻理解，並輔以現代C++語言特性進行高效、清晰的實現。我們堅信，紮實的理論基礎與精湛的工程實踐是成為優秀開發人員的兩大支柱。因此，本書在理論闡述的嚴謹性與代碼實現的實用性之間找到瞭一個精妙的平衡點。 全書結構清晰，從最基礎的計算復雜度分析入手，逐步過渡到復雜的數據組織形態。每章內容都力求在概念引入後，緊接著提供多角度的實現分析，尤其強調時間復雜度和空間復雜度的對比，幫助讀者在實際場景中做齣最優選擇。 二、內容深度剖析 第一部分：基礎與度量 第1章：計算的基石與效率分析 本章是後續所有內容的基礎。我們首先迴顧瞭C++的基礎特性，重點講解瞭麵嚮對象編程（OOP）在實現抽象數據類型（ADT）時的優勢。隨後，引入瞭算法效率評估的核心工具：大O錶示法、Ω錶示法和Θ錶示法。我們將詳細解析常數時間 $O(1)$、對數時間 $O(log n)$、綫性時間 $O(n)$、綫性對數時間 $O(n log n)$、平方時間 $O(n^2)$ 以及指數時間 $O(2^n)$ 的數學含義及其在實際代碼中的體現。通過對簡單搜索和排序算法的初步分析，確立效率評估的思維模式。 第2章：C++模闆與泛型編程 為瞭確保數據結構實現的可重用性，本章深入探討瞭C++的模闆機製。我們將詳細講解函數模闆和類模闆的語法、實例化過程，以及模闆特化（Partial Specialization）的應用場景。這為後續實現不依賴於特定數據類型（如整數或字符串）的通用數據結構打下瞭堅實的語言基礎。 第二部分：綫性結構精講 第3章：數組（Arrays）與動態數組（Vectors） 超越瞭基礎數組的使用，本章重點分析瞭靜態數組的內存布局和固定訪問時間特性。隨後，我們深入剖析瞭C++標準庫中 `std::vector` 的內部實現機製，包括其動態擴容（Amortized Analysis）的原理，以及為什麼在尾部插入操作的平均時間復雜度依然可以保持在綫性水平。我們還將探討二維數組在行主序和列主序存儲下的內存訪問效率差異。 第4章：鏈錶（Linked Lists）的藝術 本章詳細比較瞭單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶和循環鏈錶的結構與操作（插入、刪除、遍曆）。核心在於理解指針/引用在鏈錶中的核心作用，以及它如何剋服靜態數組在中間元素插入和刪除時的局限性。我們將用C++實現一個支持迭代器概念的自定義雙嚮鏈錶類，強調前嚮引用和後嚮引用的管理。 第5章：棧（Stacks）與隊列（Queues）：後進先齣與先進先齣 棧和隊列是操作係統、編譯器和各種算法中不可或缺的抽象。本章將分彆演示如何使用數組和鏈錶來實現棧和隊列。對於棧，我們將重點分析其在函數調用棧（Call Stack）模擬中的應用；對於隊列，則深入探討標準隊列（FIFO）與循環隊列的實現優化，以及雙端隊列（Deque）的多功能性。 第三部分：非綫性結構的核心：樹與堆 第6章：樹（Trees）的基本概念與遍曆 樹是分層數據的自然錶示。本章首先定義瞭樹的術語（根、節點、度、深度、高度、子樹）。隨後，詳細介紹瞭二叉樹的結構，並係統講解瞭三種核心遍曆方法：前序、中序和後序遍曆的遞歸與非遞歸實現。特彆地，我們將展示如何利用中序遍曆結果恢復特定的二叉樹結構。 第7章：二叉搜索樹（BST）的構建與平衡 本章專注於二叉搜索樹（Binary Search Tree, BST）的性質——左子樹所有值小於根節點，右子樹所有值大於根節點。我們將實現插入、查找和刪除操作，並清晰展示在最壞情況下（數據有序輸入），BST可能退化為鏈錶，導緻搜索效率降至 $O(n)$ 的問題。 第8章：平衡樹的引入：AVL樹與紅黑樹概述 為瞭解決BST的性能退化問題，本章引入瞭自平衡二叉搜索樹的概念。我們將詳細解析AVL樹的鏇轉機製（LL, RR, LR, RL四種情況）及其高度平衡的保證。隨後，對紅黑樹的五個性質進行闡述，並簡要介紹其在C++ STL關聯容器（如 `std::map` 和 `std::set`）中的底層應用，側重理解其平衡維護的復雜性與優勢。 第9章：堆（Heaps）與優先隊列（Priority Queues） 堆是一種特殊的完全二叉樹，通常用於實現高效的優先隊列。本章重點講解最大堆和最小堆的結構屬性，以及上濾（Heapify-Up）和下濾（Heapify-Down）操作，這些操作是堆排序和優先隊列核心功能的基石。我們將對比使用堆和未排序列錶實現優先隊列的效率差異。 第四部分：高級結構與應用 第10章：圖（Graphs）的錶示與基礎算法 圖論是描述復雜關係係統的強大工具。本章首先定義瞭圖的術語（頂點、邊、有嚮圖、無嚮圖、加權圖）。重點講解瞭兩種主要的圖錶示方法：鄰接矩陣和鄰接錶，並分析瞭它們在空間占用和邊查詢效率上的權衡。 第11章：圖的遍曆與最短路徑 本章涵蓋瞭圖算法的經典部分。我們將詳細實現深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS），並展示它們在拓撲排序（僅適用於有嚮無環圖）和連通分量查找中的應用。隨後，深入講解解決單源最短路徑問題的迪傑斯特拉（Dijkstra）算法，以及處理負權邊的貝爾曼-福特（Bellman-Ford）算法。 第12章：排序算法的終極比較 本章是對排序算法的全麵迴顧和深入比較。除瞭基礎的冒泡、選擇和插入排序外，我們將重點實現和分析性能更優的算法：閤並排序（Merge Sort）、快速排序（Quick Sort），並展示堆排序（Heap Sort）的實現。我們將通過實驗數據對比這幾種算法在最佳、平均和最壞情況下的實際性能錶現。 第13章：散列錶（Hash Tables）與衝突解決 散列錶提供瞭一種近乎 $O(1)$ 的平均查找時間。本章解析瞭散列函數的設計原則（如除法、乘法法），並詳細介紹瞭兩種主要的衝突解決策略：鏈地址法（Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測和雙重散列）。我們將探討負載因子對性能的影響，以及何時需要進行錶的大小調整（Resizing）。 三、本書特色與教學方法 1. C++現代特性應用： 全書代碼嚴格遵循C++11/14/17標準，充分利用智能指針（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）管理動態內存，避免手動`new/delete`帶來的資源泄漏風險。 2. 復雜度分析貫穿始終： 每一項核心操作的實現後，都必須附帶精確的時間和空間復雜度分析，培養讀者“代碼即算法”的思維。 3. 注重工程實現細節： 對於抽象數據類型（ADT），本書均提供瞭完整、可編譯、易於調試的C++類實現，而非僅提供僞代碼。 4. 章節獨立性與遞進性： 結構設計允許讀者根據自身需求，針對性地學習特定章節，但整體邏輯又層層遞進，確保知識體係的完整性。 5. 豐富的思考題： 每章末尾配有大量難度分級的練習題，從概念驗證到復雜算法設計優化，確保學習者能通過動手實踐鞏固知識。 本書是構建穩固計算機科學基礎，邁嚮高效能軟件開發的必備參考書。

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這本書的價值，對我而言，已經超越瞭一本普通的教材範疇，它更像是一份即時的現場支持文檔。我過去在處理一些復雜的網絡權限和安全問題時，常常需要在網上搜索零散的論壇帖子和技術博客，效率低下且信息魚龍混雜。但這本書將這些常見且關鍵的實操點進行瞭係統性的梳理和歸納。例如，在講解如何使用ACL（訪問控製列錶）來限製特定用戶訪問公司內部服務器時，書中不僅給齣瞭配置命令，還配瞭一張清晰的網絡邏輯圖，標明瞭哪些IP段應該被允許，哪些應該被拒絕，以及ACL是應該應用在入站還是齣站接口上。這種對細節的精確把控，極大地減少瞭我因理解偏差而導緻的配置錯誤。而且，書中的案例都是基於目前主流的網絡環境和設備進行的演示，具有很強的時效性。我甚至發現，一些我一直覺得很棘手的IP地址規劃問題，在書中通過一個簡單的網段劃分圖示，瞬間就變得清晰明瞭。它成功地將那些看似玄奧的網絡管理工作，分解成瞭一個個可以被輕鬆完成的步驟，極大地降低瞭技術的“門檻”。

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這本書的編排邏輯簡直是為我們這些“視覺學習者”量身定做的。我通常在閱讀技術文檔時，如果文字量太大，很快就會感到認知超載，注意力很難長時間集中。但《局域網建設與管理看圖實訓教程》通過大量的實景照片和流程圖，將原本抽象的網絡概念具象化瞭。比如，講解物理層布綫時，它不僅畫齣瞭標準的五類綫水晶頭的製作圖示，還配上瞭每根綫芯對應T568A和T568B標準的顔色對照錶，甚至連壓綫鉗的使用姿勢都清晰可見。這對於需要經常進行現場作業的人來說，簡直是教科書級彆的指導。我曾被安排去協助一個新裝修的辦公樓進行弱電布綫驗收，很多承包商的接綫質量參差不齊。靠著這本書裏關於綫纜測試儀的使用方法和閤格標準的圖示說明，我能夠迅速找齣那些虛焊或接綫錯誤的端口，並指導他們返工。這種從“看圖”到“動手”再到“驗證”的閉環設計，極大地提升瞭我的專業判斷力。如果說有些教材是讓你“聽懂”，這本書則是讓你“看懂並照做”。

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我嚮來對那些動輒上百頁、充斥著晦澀術語和復雜協議模型的教材敬而遠之，總覺得那些書更像是寫給研究生看的參考資料，而不是給一綫運維人員準備的工具書。然而，當我拿起這本《局域網建設與管理看圖實訓教程》時，我立刻被它那種“短小精悍、直擊痛點”的風格所吸引。它似乎非常懂得讀者的焦慮點——我們不需要知道TCP/IP協議棧每一層的深奧數學原理，我們更關心的是怎麼快速配置一個VLAN，讓不同部門的設備實現隔離而不影響通信。這本書的敘事節奏非常緊湊，很少有拖泥帶水的描述。它更像是一本“操作手冊+疑難問答集”的混閤體。特彆值得一提的是，書裏對不同廠商設備的配置命令差異也做瞭適度的區分和標注，這在實際工作中至關重要，畢竟不是每個公司都用同一品牌的設備。我記得有一次需要為一個小型辦公室部署無綫網絡，涉及到SSID廣播、加密標準和MAC地址過濾，我通過書中對應的章節，不到半小時就完成瞭基礎設置並穩定運行。這種高效的學習體驗，讓我覺得時間花得太值瞭。它沒有試圖教你成為網絡架構師，但它確實能讓你成為一個閤格、高效的局域網管理員。

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這本《局域網建設與管理看圖實訓教程》真的讓我對網絡技術有瞭更直觀的認識，尤其是對於我們這種動手能力比理論分析更強的人來說，簡直是福音。書裏的圖文並茂的講解方式，讓我感覺自己不是在看一本枯燥的技術手冊，而是在跟著一位經驗豐富的工程師一步步操作。記得有一次我嘗試搭建一個小型傢庭網絡，麵對一堆復雜的綫纜和配置選項，我完全無從下手，幸好翻開瞭這本書。那些清晰的拓撲圖和設備連接示意圖，簡直就是我的救星。我不是科班齣身，很多網絡術語對我來說就像天書，但這本書裏，每一個概念後麵都緊跟著一個直觀的圖例，比如交換機和路由器的接口如何連接，不同綫纜類型的用途區分，甚至是機櫃的理綫規範，都展示得明明白白。我特彆欣賞其中關於故障排查的部分，它沒有那種高高在上的理論說教，而是直接告訴你在遇到特定現象時，應該檢查哪裏，調整什麼參數。那種“你現在看到這個指示燈是紅色的，你應該去檢查這個地方”的即時反饋感，極大地增強瞭我的實戰信心。如果說以前我對網絡管理隻是停留在“知道”的層麵，那麼讀完這本書，我感覺自己已經邁入瞭“會做”的階段。對於初學者來說，這絕對是一本能讓你快速上手，真正把理論轉化為實踐的寶典。

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說實話，市麵上關於網絡管理的教程浩如煙海，但大多都停留在理論堆砌和概念羅列上，真正能指導一綫實操的鳳毛麟角。這本《局域網建設與管理看圖實訓教程》的獨特之處在於，它把“實訓”二字做到瞭極緻。它不是那種隻談論“應該如何做”的書，而是詳盡展示“具體怎樣操作”的書。我最欣賞它對不同場景的覆蓋，從最基礎的傢庭網絡搭建，到小型企業級的內網規劃，甚至是簡單的廣域網接入設置，書中都提供瞭詳細的步驟拆解。比如，在配置路由重分發策略時，我過去總是記不住哪些參數是必須的，哪些是可選的。而這本書中，它會用一個高亮框把核心命令列齣來，旁邊配上一個流程圖，清晰地標明數據包經過該節點的處理路徑。這讓我不再是死記硬背命令，而是理解瞭命令背後的邏輯。這種“看圖→理解邏輯→執行操作→檢查結果”的教學模式，形成瞭一個非常高效的學習循環。對於想通過自學快速提升技能的讀者，這本書提供的不僅僅是知識，更是一種可復製、可模仿的實戰工作方法論。

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