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出版者:Wrox

作者:Luke Sneeringer

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2015-10-19

价格:USD 50.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781119070856

丛书系列:

图书标签:

计算机
编程
工程
python
2018
Python
编程
软件开发
数据科学
机器学习
Web开发
自动化
算法
进阶
实战

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具体描述

深入数据结构与算法的 C++ 编程实战本书聚焦于使用 C++ 语言，系统性地剖析和实现核心数据结构与算法，旨在为读者构建坚实而高效的编程基础。在当今软件工程领域，无论应用场景是高性能计算、系统级编程，还是复杂的数据处理，对数据结构和算法的深刻理解始终是区分优秀工程师和普通开发者的关键。本书并非停留在理论的表面，而是通过大量的实际代码案例和详细的解析，带领读者亲手构建、优化和应用这些计算机科学的基石。第一部分：C++ 语言基础回顾与高级特性强化虽然本书的核心在于数据结构与算法，但一个健壮的实现离不开对底层语言特性的精确掌握。本部分将快速回顾 C++ 的核心语法，但重点将放在那些对算法实现至关重要的现代 C++ 特性上，特别是 C++11/14/17 标准引入的新功能。内存管理与性能调优：我们将深入探讨 RAII（资源获取即初始化）原则，详细讲解智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）在复杂数据结构（如图、树的引用计数）中的应用和性能考量。手动内存管理（`new`/`delete`）在特定场景下的必要性及其风险控制也将被讨论。模板元编程与泛型编程：为了实现真正通用的数据结构，泛型编程是必不可少的。本书将详尽阐述函数模板和类模板的编写、特化，以及如何利用 `typename` 和 `class` 关键字进行类型推导。更进一步，我们将探讨 C++11 引入的变长参数模板（Variadic Templates），这在构建灵活的容器适配器和函数对象时极为有用。并发基础与现代工具：尽管并发主题庞大，但对于某些需要并行处理的算法（如并行搜索或排序），理解基础的线程安全至关重要。我们将介绍 `std::thread` 的基本使用，以及互斥量（`std::mutex`）和原子操作（`std::atomic`）在保护共享数据结构时的作用，为后续实现并发数据结构（如无锁队列）打下基础。第二部分：核心线性数据结构的精细化实现本部分致力于构建和分析一系列最基础但也是最关键的线性数据结构，着重于迭代器设计和性能分析。数组与向量（`std::vector` 的幕后）：我们将从零开始实现一个动态数组，模拟 `std::vector` 的动态扩容机制（包括拷贝构造函数、移动语义的引入对性能的巨大提升）。深入理解内存连续性对于缓存友好性（Cache Locality）的意义。链表家族：不仅实现单向链表和双向链表，更重要的是，我们将实现循环链表和“哨兵节点”（Sentinel Node）的使用技巧，以简化插入和删除操作的边界条件处理。对于插入排序和列表合并等算法，链表的优势与劣势将通过代码实现得到直观体现。栈与队列的抽象与应用：重点实现基于数组和链表的栈和队列，并深入探讨双端队列（Deque）的实现原理，尤其是环形缓冲区（Circular Buffer）在实现高效固定大小队列中的应用。我们会用这些结构来解决经典的括号匹配、表达式求值（逆波兰表示法）等问题。第三部分：非线性结构：树、图与高级抽象这是本书的重点部分，旨在深入探索层次化和网状结构，这些结构是复杂系统设计的基础。树结构深度探索： 1. 二叉树与遍历：详尽实现前序、中序、后序遍历，并对比递归与非递归（使用栈）实现的优劣。 2. 二叉搜索树（BST）：实现插入、删除、查找操作，并分析其最坏情况（退化为链表）的时间复杂度。 3. 平衡树的艺术：重点实现 AVL 树或红黑树的基本结构（节点的颜色/平衡因子、旋转操作）。我们将详细分解左旋和右旋的操作，这是理解平衡机制的核心。 4. 堆（Heap）结构：实现基于数组的二叉堆（最大堆和最小堆），并将其应用于堆排序算法。我们会通过实际代码展示如何利用堆构建优先队列（`std::priority_queue`），并解决 Top-K 问题。 5. B 树与 B+ 树（概念与应用）：鉴于它们在文件系统和数据库中的核心地位，我们将介绍其结构特点，并以伪代码或简化的 C++ 结构展示其多路分支特性，重点解释范围查询的优势。图论算法的 C++ 实现：图是建模现实世界关系的最强大工具。 1. 图的表示：详细对比邻接矩阵和邻接表（使用 `std::vector` 或 `std::vector`）的优缺点，并根据不同稀疏度选择合适的表示法。 2. 遍历算法：实现广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），并展示它们在迷宫搜索、拓扑排序（Kahn 算法与 DFS 法）中的应用。 3. 最短路径算法：完整实现 Dijkstra 算法（使用优先队列优化）和 Bellman-Ford 算法（用于处理负权边）。对于无负权环的任意两点最短路径，我们将介绍 Floyd-Warshall 算法的动态规划思想。 4. 最小生成树（MST）：实现 Prim 算法和 Kruskal 算法，重点解析 Kruskal 算法中对并查集（Disjoint Set Union, DSU）的高效应用，包括路径压缩和按秩合并的优化技巧。第四部分：高级算法策略与设计模式的融合本部分将算法思想与解决复杂问题的工程实践相结合。查找与排序的性能极限： 1. 高级排序：深入分析快速排序（QuickSort）的实现细节，包括枢轴（Pivot）的选择策略（随机化与中位数法）对平均性能的影响。实现归并排序（MergeSort），并分析其稳定性和并行化的潜力。 2. 搜索优化：在有序数据集上，实现插值查找和斐波那契查找，并与二分查找进行基准测试对比。动态规划（DP）的结构化思维：我们将系统性地剖析 DP 的三个核心要素：最优子结构、重叠子问题和状态定义。通过经典的例子，如背包问题（0/1 和完全背包）、最长公共子序列（LCS）和矩阵链乘法，展示如何从递归定义推导出高效的自底向上（Tabulation）或自顶向下（Memoization）实现。贪心算法与回溯法： 1. 贪心策略：通过活动选择问题、霍夫曼编码等案例，阐述贪心算法适用的前提（贪心选择性质和最优子结构）。 2. 回溯与剪枝：实现八皇后问题、数独求解等经典问题，重点在于如何设计高效的剪枝函数，以避免遍历整个解空间。总结与展望全书的每一章节都强调了代码的可读性、模块化设计以及性能分析（时间复杂度和空间复杂度）。读者在完成本书的学习后，不仅能熟练运用标准库中已有的 STL 容器，更能深刻理解这些容器背后的运行机制，并能根据特定应用场景，设计、实现和优化定制化的高效数据结构与算法模块。这本书是 C++ 工程师通往专业级软件架构师的坚实阶梯。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧就散发着一股“硬核”的气息，它不是那种轻飘飘的入门读物，而是带着一种扎实的知识底蕴。作为一名已经有几年 Python 开发经验的从业者，我一直在寻找一本能够系统性地提升我编程技艺的书籍，而《Professional Python》正好满足了我的需求。我尤其关注书中关于 Python 内部机制的讲解，例如，我对 Python 的解释器、内存管理、以及各种内置数据结构的实现原理非常感兴趣。我希望通过这本书，能够更深入地理解 Python 的“黑魔法”，比如装饰器是如何工作的，生成器是如何节省内存的，以及如何优雅地处理异常。此外，书中关于代码工程化、测试以及性能优化的内容，也都是我非常看重的。在实际项目中，我常常需要编写可维护、可扩展的代码，并且需要对代码的性能进行监控和优化。我希望这本书能够提供一些先进的实践方法和工具，帮助我编写出更健壮、更高效的 Python 程序。这本书的出版，让我看到了在 Python 领域继续深耕的无限可能，我迫不及待地想要开始我的学习之旅，将书中的知识转化为实际的技能，成为一名真正的 Python 专家。

评分☆☆☆☆☆

从拿到这本书的那一刻起，我就感受到了一种不同寻常的专业气息。它不像市面上很多充斥着基础知识的“速成”书籍，而是直指 Python 的核心和精髓。我一直以来都对 Python 的装饰器、生成器以及元类等高级特性感到着迷，但总觉得在实际应用中运用得不够自如，不够得心应手。这本书的出现，恰好满足了我对这些深度知识的渴望。我尤其期待书中关于如何设计和实现可重用、可扩展的 Python 代码的内容。很多时候，我写的代码虽然能运行，但可读性、可维护性都还有待提高，而这本书似乎能够提供一些非常实用的技巧和方法论。我非常欣赏作者在序言中提到的“Pythonic”编程风格，我一直认为，真正优秀的 Python 开发者，不仅要懂得 Python 的语法，更要理解 Python 的设计哲学，并且能够写出优雅、高效、符合 Python 习惯的代码。这本书无疑将是我的一个重要参考，它将帮助我理解为什么很多 Python 库和框架都采用特定的设计模式，以及如何将这些模式应用到我自己的项目中。此外，书中关于性能优化、并发编程和错误处理的讨论，也都是我在实际开发中经常遇到的难题，我希望这本书能够提供清晰的解答和实用的解决方案，让我的代码更加健壮、高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这个在 Python 领域摸爬滚打了好几年，却总感觉原地踏步的开发者来说，简直就是及时雨。我之前接触过不少 Python 的书籍，但很多都停留在基础语法的讲解，或者是一些特定库的入门介绍，真正能够触及到“专业”这个层面的内容却少之又少。而这本《Professional Python》从书名上就点明了它的定位，让我立刻燃起了学习的热情。我在网上搜索了这本书的一些评价，许多评论都提到了它在深度和广度上的出色表现。尤其是关于 Python 的内部机制、内存管理、以及如何编写高效、可维护的代码等方面，似乎都进行了深入的剖析。我期待着书中能够解答我在实际开发中遇到的许多困惑，例如为什么某些代码写起来会比其他的慢很多？如何才能写出更具可读性和复用性的代码？以及在处理大规模数据和高并发场景时，有哪些最佳实践？这些都是我在工作中所面临的实际问题，而一本真正“专业”的书籍，应该能够提供有力的指导。我特别关注书中关于测试、调试和代码优化的部分，因为在我看来，这些是衡量一个开发者是否“专业”的重要标准。能够写出没有 bug 的代码固然重要，但更重要的是能够系统地测试、有效地调试、并且不断地优化代码，使其在性能和资源利用上都达到最优。我希望这本书能给我带来全新的视角，让我能够从更深层次上去理解 Python，去驾驭它，而不是仅仅停留在表面的调用。

评分☆☆☆☆☆

从拿到这本《Professional Python》的那一刻起，我就被它散发出的专业气质所吸引。我并非Python新手，而是已经在这个领域摸索了几年，积累了一些项目经验，但总感觉在某些深层次的理解上存在不足。我尤其对书中关于Python语言底层原理的探讨感到好奇，比如它的解释器是如何工作的，内存是如何管理的，以及GIL（全局解释器锁）是如何影响并发性能的。我希望这本书能够深入浅出地解答这些我一直在思考的问题，让我对Python有更透彻的理解。同时，我也非常关注书中关于如何编写“Pythonic”代码的理念。我一直认为，真正的Python高手，不仅能够写出能够工作的代码，更能写出优雅、高效、易于理解和维护的代码。这本书似乎能够为我提供这方面的指引，让我能够更自如地运用Python的特性来解决问题。此外，书中关于代码工程化、性能优化和测试的内容，也正是我在实际工作中非常需要提升的方面。我希望能够从这本书中学习到更多先进的开发实践，提升我编写高质量Python程序的整体能力，成为一名更具竞争力的开发者。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对技术细节有极致追求的人，所以当我在书店偶然看到这本《Professional Python》时，我的目光瞬间就被吸引了。它的排版清晰，章节划分合理，而且内容的深度似乎远超我之前所接触过的任何一本 Python 书籍。我最看重的是书中对于 Python 语言本身的设计哲学和底层原理的探讨。我不仅仅想学会如何使用 Python 的各种库和框架，更想了解它们是如何工作的，为什么这样设计，以及在什么情况下应该如何选择。例如，书中对于 GIL (全局解释器锁) 的解释，以及如何在多线程环境下绕过它来提升性能，这都是我一直想深入了解的主题。我希望这本书能够系统地讲解 Python 的内存模型，对象生命周期管理，以及各种数据结构的内部实现机制，这些对于编写高效、内存友好的代码至关重要。此外，我对书中关于构建可扩展、高性能的 Python 应用程序的章节也充满了期待。这包括如何进行有效的模块化设计，如何实现良好的代码组织，以及如何利用异步编程和协程来处理 I/O 密集型任务。我相信，通过深入学习这本书，我能够显著提升我的编程能力，让我能够更自信地应对复杂的项目需求，并写出真正“专业”的 Python 代码。这本书给我的第一印象是，它不像是一个简单的语言教程，更像是一个 Python 语言的深度解析，一个引导你成为真正 Python 大师的指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书从封面到内容，都散发着一种沉静而强大的专业气息，这正是我一直在寻找的。我是一名对编程细节有着极致追求的开发者，多年的Python实践让我越来越意识到，仅仅掌握语法和API是远远不够的，更重要的是理解语言本身的哲学和底层机制。我尤其期待书中能够深入讲解Python的对象模型、内存管理、以及各种数据结构的内部实现原理。这对于我优化代码性能、减少内存占用至关重要。同时，书中关于“Pythonic”编程风格的论述，也深深吸引了我。我希望能够学习到如何写出真正符合Python社区惯例、既高效又优雅的代码，而不是简单地将其他语言的编程习惯套用到Python上。此外，我迫切希望书中能够提供关于如何进行有效的代码重构、如何编写健壮的单元测试、以及如何在实际项目中实现高效的性能调优的经验。这些都是衡量一个Python开发者是否“专业”的关键指标。我相信，通过深入研读这本书，我能够获得更系统的知识体系和更实用的技能，从而在Python开发的道路上更上一层楼，应对更复杂的挑战，写出更具价值的Python程序。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我手中，散发出一种沉甸甸的知识气息，让我充满了学习的动力。我是一名在 Python 领域已经摸索了相当一段时间的开发者，虽然已经能够熟练运用各种库和框架，但在面对一些复杂的技术挑战时，总感觉自己缺乏一种从根本上理解和解决问题的能力。我希望这本书能够填补我在这方面的空白，让我不仅仅停留在“会用”的层面，更能深入理解 Python 的内部工作机制，比如它的对象模型、内存管理以及并发处理机制。书中关于“Pythonic”编程风格的讨论，对我尤其具有吸引力。我渴望学习如何写出更优雅、更高效、更符合 Python 哲学的代码，而不是简单地将其他语言的习惯带入 Python。此外，我对书中关于软件工程、测试、调试以及性能优化的章节也充满了期待。这些都是衡量一个开发者是否“专业”的关键要素，我相信这本书能够为我提供一套系统性的指导，帮助我提升代码的质量和可维护性，让我能够更自信地应对各种复杂的开发任务。这本书的出版，无疑为像我这样希望在 Python 领域不断进阶的开发者，提供了一条清晰的道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计就足够吸引人，沉甸甸的质感，硬壳封面，纸张的触感也相当不错，散发着一种知识的厚重感。我拿到它的时候，就仿佛握住了通往 Python 进阶之路的金钥匙。从拿到书的最初几天，我就迫不及待地翻阅，虽然还未深入到每一个章节的细节，但光是目录和前言部分，就已经让我对作者的深厚功底和课程规划有了初步的认识。那些看似平铺直叙的标题背后，似乎隐藏着海量的信息和严谨的逻辑。我尤其关注书中提到的“Pythonic”风格，这绝对是我一直以来在实践中感到困惑但又无比渴望掌握的关键点。很多时候，我会写出能运行的代码，但总感觉不够优雅，不够高效，不够符合 Python 的“哲学”。这本书无疑为我指明了方向，让我看到了如何将自己的代码提升到一个新的层次。而且，书中对一些高级概念的介绍，比如元编程、装饰器的高级应用、甚至是一些底层原理的探讨，都让我充满了期待。我能感觉到，这本书不是那种浅尝辄止的教程，它更像是为那些已经掌握了 Python 基础，想要真正成为“专业” Python 开发者的人量身打造的。我对书中关于性能优化、并发处理以及代码架构的讨论尤为感兴趣，这些都是我在实际项目中常常遇到的挑战，也是提升项目质量和可维护性的关键。我迫不及待地想深入学习，将这些理论知识转化为我的实际技能，让我的 Python 编程能力得到质的飞跃。这本书的书写风格也让我感到舒适，它不像一些技术书籍那样晦涩难懂，而是用一种清晰、逻辑性强的语言来阐述复杂的概念，即使是对于一些较为抽象的理论，作者也能够通过恰当的比喻和实例来加以解释，使得学习过程更加顺畅。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我手中，仿佛是一本厚重的百科全书，里面蕴藏着我一直在寻找的那些关于 Python 的深层奥秘。我不是一个初学者，我已经在 Python 的世界里摸索了很长一段时间，积累了一些项目经验，但总感觉在某些方面，自己离“专业”还有一定的距离。我渴望了解 Python 底层是如何运作的，比如它的对象模型、垃圾回收机制，以及如何在内存管理方面做到更精细化的控制。书中关于“Pythonic”编程的理念，更是深深吸引了我。我希望这本书能够教会我如何写出既高效又易于理解的代码，如何利用 Python 的语言特性来简化复杂的逻辑，而不是仅仅停留在调用 API 的层面。我尤其对书中关于代码重构、性能调优以及异步编程的章节充满了期待。在实际项目中，我经常会遇到代码的可维护性问题，或者因为性能瓶颈而不得不花费大量时间进行优化，而异步编程更是我一直想要深入掌握的技术。我希望这本书能够提供一套系统的、实用的方法论，帮助我解决这些实际开发中的痛点，让我能够写出更具专业水准的代码，成为一名更出色的 Python 开发者。这本书的封面设计就传递出一种严谨、专业的态度，让我对内容充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

从拿到这本书的那一刻起，我就能感受到它非同寻常的分量，不仅仅是纸张的厚度，更是其内容所蕴含的深度。我一直以来都在 Python 的世界里探索，从基础语法到各种框架的应用，但总感觉缺乏一种“触类旁通”的全局观，尤其是在如何写出更“Pythonic”、更高效、更易于维护的代码方面，我感到自己还有很大的提升空间。这本书的题目就直指核心，我期待它能够深入剖析 Python 语言的设计哲学，解释那些看似“魔法”的特性背后的原理。我尤其对书中关于代码组织、模块化设计、以及如何构建大型、可扩展 Python 项目的内容充满了好奇。在我看来，成为一名“专业”的 Python 开发者，不仅仅是掌握语言本身，更重要的是能够理解如何用 Python 来解决实际问题，如何写出既能满足需求又能经受住时间考验的代码。我希望这本书能够为我提供一些关于设计模式、代码重构、以及性能优化的宝贵经验，让我能够避免常见的陷阱，写出更具工程价值的代码。这本书的封面设计就传递出一种严谨、专业的态度，让我对它充满期待。

评分☆☆☆☆☆