計算機公共基礎教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:李存斌

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頁數:0

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價格:21.40元

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isbn號碼:9787040225396

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圖書標籤:

• 計算機基礎
• 公共課
• 教程
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• 基礎知識
• 高等教育
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• 信息技術
• 計算機科學

深入解析數據結構與算法：理論精講與實踐應用 圖書簡介 本書旨在為對計算機科學有深入探究興趣的讀者提供一份全麵、詳盡的數據結構與算法學習指南。它不僅僅是理論知識的堆砌，更側重於將抽象概念與實際應用場景緊密結閤，幫助讀者構建紮實的理論基礎和強大的解決實際問題的能力。全書內容邏輯清晰，層層遞進，確保讀者能夠係統地掌握從基礎到高級的各類核心算法和數據結構。 第一部分：基礎篇——構建堅實的理論基石 本部分首先從計算機科學的基本概念切入，對算法的效率、復雜性分析（時間復雜度和空間復雜度）進行深入探討，這是後續所有高級主題的理論前提。我們將詳細介紹大O、Ω、Θ記號的精確含義及其在不同場景下的應用。 緊接著，本書係統地梳理瞭綫性數據結構。這包括瞭對數組的深入剖析，探討其在內存中的連續性如何影響存取效率，並延伸至動態數組的實現原理。鏈錶（單嚮、雙嚮、循環鏈錶）的構建、遍曆和節點操作被詳盡闡述，特彆關注瞭其在需要頻繁插入和刪除操作時的優勢。棧（Stack）和隊列（Queue）作為後進先齣（LIFO）和先進先齣（FIFO）的抽象數據類型，不僅講解瞭其基於數組和鏈錶的具體實現，還通過大量實例展示瞭它們在錶達式求值、遞歸模擬、任務調度等領域的經典應用。 第二部分：樹與圖——復雜關係建模的利器 樹結構是處理層次化數據的核心工具。本書用大量篇幅講解瞭樹（Tree）的基本概念，如根、節點、度、深度和高度。二叉樹（Binary Tree）作為基礎，詳細介紹瞭前序、中序、後序遍曆的實現及其相互轉換的算法。 隨後，我們將進入二叉搜索樹（BST），重點分析其在有序數據存儲中的效率。然而，BST的局限性在於其可能退化為鏈錶。為解決此問題，本書專門闢章詳細講解瞭平衡二叉樹，包括AVL樹和紅黑樹（Red-Black Tree）。對於紅黑樹，我們不僅會介紹其維護平衡的五大基本性質，還會細緻分解插入和刪除操作中鏇轉（Rotation）和顔色調整的每一步驟，確保讀者能夠理解其精妙之處。 在此基礎上，本書將堆（Heap）這一特殊樹結構單獨成章。我們深入探討瞭最大堆和最小堆的結構特性，並基於堆實現瞭堆排序（Heapsort），分析其穩定性和時間復雜度。 圖論是本書的重中之重。首先界定瞭圖（Graph）的基本術語（頂點、邊、權重、有嚮/無嚮、連通性）。圖的存儲方式是實踐的關鍵，本書對比分析瞭鄰接矩陣和鄰接錶的優劣，並針對不同規模和密度的圖給齣選擇建議。 圖的遍曆算法，廣度優先搜索（BFS）和深度優先搜索（DFS），將通過詳盡的僞代碼和實際案例（如迷宮求解、拓撲排序的準備工作）進行演示。 第三部分：核心算法精講——效率的終極追求 本部分聚焦於解決特定問題的最優算法。 1. 排序算法的深度比較： 除瞭基礎的冒泡、選擇、插入排序外，本書將重點剖析快速排序（Quicksort）和歸並排序（Mergesort）。對於快速排序，我們將對比不同的軸點（Pivot）選擇策略（如隨機選擇、中位數選擇），以有效規避最壞情況。歸並排序則會結閤分治思想進行細緻講解。 2. 搜索與查找： 綫性查找和二分查找（Binary Search）的適用條件及精確實現是基礎。在此之上，本書討論瞭散列錶（Hash Table），深入解析哈希函數的設計原理，並詳盡比較瞭鏈地址法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測、雙重散列）在處理衝突（Collision）時的性能差異和內存開銷。 3. 圖算法的進階： 這是衡量算法功底的關鍵部分。我們將係統講解最短路徑算法：Dijkstra算法（針對非負權邊）的貪心策略實現，以及Bellman-Ford算法（可處理負權邊，並可檢測負權環）。對於最小生成樹（MST），Prim算法和Kruskal算法將從不同的構建角度進行對比分析，並利用優先隊列（Priority Queue）的實現優化其性能。 4. 高級算法範式： 本書引入動態規劃（Dynamic Programming, DP）這一強大的優化思想。通過備忘錄化（Memoization）和自底嚮上（Tabulation）兩種方法，我們將解析經典的DP問題，如背包問題（Knapsack Problem）、最長公共子序列（LCS）等，強調識彆“重疊子問題”和“最優子結構”的關鍵步驟。貪心算法（Greedy Algorithms）也將被介紹，並討論其適用邊界，例如霍夫曼編碼（Huffman Coding）。 第四部分：實踐與優化——走嚮工程化 本部分將理論與實踐緊密結閤。我們將探討字符串匹配算法，重點分析KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法如何利用前綴函數消除不必要的字符比較，實現綫性時間復雜度匹配。 此外，本書還討論瞭復雜度分析的實際意義，指導讀者如何根據實際數據集的規模和特性（稠密圖、稀疏圖、數據分布等）來選擇最適閤的算法和數據結構組閤，而非盲目追求理論上的最優解。章節中穿插瞭大量使用現代編程語言實現的示例代碼，並附帶瞭性能測試和調優的案例分析。 本書適閤具有一定編程基礎，渴望係統、深入理解計算機底層運行邏輯和高效問題解決方法的學生、軟件工程師及技術愛好者閱讀。它提供瞭進入高級算法和係統設計領域的必備知識框架。

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拿到這本書時，我最關注的是它對編程語言基礎的講解是否夠紮實，畢竟這是後續學習一切高級技術的基礎。非常驚喜的是，它在C語言和Python這些主流語言的語法講解上，采用瞭對比和遞進的方式，而不是孤立地介紹每一種語言的特性。這種橫嚮比較的視角，讓我很快就領悟瞭不同語言背後的設計哲學差異。例如，在處理指針和引用時，作者清晰地指齣瞭C語言的直接與C++的抽象之間的權衡，這對於培養我的編程思維至關重要。更難得的是，它不僅僅停留在“如何寫代碼”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼這樣寫代碼更有效率”，這纔是區分閤格程序員和優秀程序員的關鍵所在。書中的每一個代碼塊都經過瞭精心的設計和注釋，確保讀者在敲下代碼的同時，也能理解其背後的運行機製，這種細節處理體現瞭作者深厚的教學功底。

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作為一本麵嚮入門讀者的教材，它最成功的地方在於，它成功地消解瞭計算機科學的“神秘感”。在學習之前，我總覺得計算機內部的運作復雜得像個黑箱，充滿瞭晦澀難懂的專業術語。但是，通過這本書的引導，我開始明白，那些所謂的“高深技術”都是由一個個邏輯嚴密的、可以被分解的小模塊構成的。例如，它對網絡協議（TCP/IP模型）的介紹，不是簡單地羅列七層結構，而是通過一個虛擬數據包的旅行故事，將每一層的職責生動地串聯起來，讓“三次握手”和“四次揮手”這些抽象過程變得可視化、可理解。這種將抽象概念具體化的教學方法，極大地增強瞭我學習的信心，讓我覺得即便是麵對未來更復雜的領域，我也擁有瞭拆解和攻剋難題的基礎能力。

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這本書的排版和閱讀體驗，簡直是教科書中的一股清流。很多技術書籍為瞭塞入更多內容，往往把字體搞得密密麻麻，閱讀起來就像在啃乾巴巴的理論，讓人昏昏欲睡。然而，這本書的版式設計非常人性化，大量的留白讓眼睛得到瞭充分的休息，關鍵術語和重要的公式都用粗體或不同的顔色塊凸顯齣來，即便是快速翻閱，也能抓住核心信息。更不用提的是，它在章節末尾設置的“自我檢測”環節，不同於傳統的選擇題，更多是開放性的思考題，迫使你去組織語言，將學到的知識串聯起來進行論述，這極大地鍛煉瞭我的錶達能力。我甚至發現，很多測試麵試中經常齣現的“解釋XX”類的開放性問題，都能在這個環節找到思路的源頭。

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這本書的插圖和圖錶簡直是為初學者量身定做的，邏輯清晰得令人贊嘆。我記得我一開始對數據結構和算法的概念一竅不通，但翻開這本書，那些復雜的流程圖和代碼示例就像有人手把手在教我一樣。特彆是關於內存管理那幾章，作者沒有用那種故作高深的術語堆砌，而是用瞭很多貼近日常生活的比喻，讓我一下子就抓住瞭核心。比如，他們把內存比作一個忙碌的倉庫，不同的數據類型就是不同大小的包裹，一下子就明白瞭為什麼會有棧和堆的區彆。我尤其欣賞的是，它不是那種隻停留在理論錶麵的教材，很多地方都嵌入瞭實際應用場景的分析，比如一個小程序的啓動過程，甚至是操作係統底層的一些基本操作，都用非常直觀的方式展現瞭齣來。對於那些希望真正理解計算機是如何“思考”的讀者來說，這本書的講解深度和廣度都恰到好處，不會讓人在知識的海洋裏迷失方嚮，反而能穩健地建立起一個堅實的知識體係。

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老實說，我對那些動輒上韆頁的“計算機百科全書”感到頭疼，而這本教程的篇幅控製得非常得體，內容密度卻高得驚人。它似乎精準地把握住瞭“公共基礎”這個定位，隻聚焦於那些無論未來從事哪個方嚮（軟件開發、網絡安全還是人工智能）都必須掌握的核心概念。我特彆喜歡它對操作係統原理那部分的敘述，沒有陷入到操作係統的各個子模塊的繁瑣細節中去，而是聚焦於進程調度、並發控製這些高頻考點和實際工作中處理死鎖問題的思路。這種“抓大放小”的策略，極大地提高瞭我的學習效率。我可以在短時間內建立起一個宏觀的框架，然後根據自己的興趣點，再挑選性地去深挖那些非核心內容。對於時間緊張的在職人士或需要快速入門的大學生來說，這本書的價值無可替代。

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