圖解資料結構-使用C++ - 最新版 - 附MOSME行動學習一點通：診斷 ‧ 加值 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黃建庭

圖書標籤:

• 資料結構
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深入理解核心算法：C++實踐與高效能係統構建 本書特色： 本書旨在為緻力於深入理解和高效實現數據結構與核心算法的讀者提供一份全麵、實用的技術指南。我們聚焦於基礎理論的嚴謹推導、主流算法的精妙設計，以及在現代C++環境下實現這些概念的工程實踐。全書結構緊湊，內容精煉，確保讀者在掌握理論的同時，能夠快速轉化為解決實際問題的能力。 麵嚮讀者群體： 計算機科學專業學生： 尋求超越教科書概念，接觸工業界標準實現方式的在校生。 軟件工程師（初中級）： 希望係統梳理數據結構基礎，優化現有代碼性能，準備技術麵試的開發者。 算法競賽愛好者： 需要一份清晰的參考手冊，用於迴顧和鞏固復雜算法的底層邏輯。 --- 第一部分：基礎架構與內存模型重塑 本部分將數據結構的基礎置於現代硬件和C++內存管理機製的背景下進行審視，強調性能不僅僅是算法復雜度的問題，更是內存訪問模式的藝術。 第一章：C++環境下的數據抽象與泛型編程 本章首先復習瞭C++模闆元編程（Template Metaprogramming）在構建可重用數據結構中的作用。我們將詳細探討值語義（Value Semantics）與引用語義（Reference Semantics）在不同抽象數據類型（ADT）設計中的權衡。 容器與迭代器模型（STL深度解析）： 深入剖析`std::vector`、`std::deque`和`std::list`的內部實現，重點講解迭代器失效的場景與規避策略。我們不會停留在“使用”層麵，而是探究其內存布局如何影響緩存命中率。 智能指針與資源管理： 分析`unique_ptr`、`shared_ptr`和`weak_ptr`在管理復雜數據結構（如圖形結構）時的性能開銷和生命周期控製。 第二章：綫性結構的高級優化 綫性結構是所有復雜結構的基礎。本章著重於如何超越基本的數組和鏈錶實現，以適應特定訪問模式。 高效棧與隊列： 實現基於環形緩衝（Circular Buffer）的高速隊列，並討論其在I/O流處理中的應用。 雙端隊列（Deque）的平衡實現： 探討分塊數組（Block Array）結構如何實現對兩端操作的$O(1)$平均復雜度，以及塊大小選擇對內存局部性的影響。 --- 第二部分：樹與圖的深度探索 樹和圖是算法世界的兩大支柱。本部分側重於非平衡樹的自平衡機製和圖遍曆算法在現實世界問題中的映射。 第三章：平衡搜索樹的工程實現 本章放棄對簡單二叉搜索樹的冗長描述，直接進入工業界常用的自平衡機製。 AVL樹與紅黑樹（Red-Black Tree）： 詳細解析鏇轉操作（單鏇與雙鏇）的幾何學基礎。通過C++實現，展示紅黑樹如何通過顔色屬性保證最壞情況下的$O(log N)$性能。重點對比兩者在維護平衡因子上的計算代價。 B樹與B+樹： 針對外部存儲（磁盤I/O）場景，深入講解B樹的分裂與閤並操作。剖析B+樹作為數據庫索引結構的關鍵優勢，特彆是範圍查詢的效率提升。 第四章：圖論：從遍曆到連通性分析 圖算法部分將結閤實際場景，如網絡路由和依賴關係分析。 圖的錶示法優化： 比較鄰接矩陣、鄰接錶（使用`std::vector>`或`std::vector>`）以及高效的混閤錶示法在稀疏圖和稠密圖下的性能差異。 最短路徑算法的現代應用： 細緻推導Dijkstra算法（使用`std::priority_queue`優化）和Bellman-Ford算法的適用範圍。重點闡述A搜索算法中啓發式函數（Heuristic Function）的設計原則及其對性能的決定性影響。 最小生成樹（MST）： Kruskal與Prim算法的C++實現對比，特彆關注Kruskal算法中Disjoint Set Union (DSU) 結構的路徑壓縮與按秩閤並（Union by Rank）的巧妙結閤，確保近乎常數時間的集閤操作。 --- 第三部分：高級抽象與性能調優 本部分關注那些在特定領域錶現卓越，且對內存和時間效率要求極高的高級數據結構。 第五章：散列技術：衝突解決與均勻性保證 散列是實現快速查找的核心。本章關注如何應對不可避免的衝突。 開放尋址法（Open Addressing）： 深入分析綫性探測（Linear Probing）、二次探測（Quadratic Probing）和雙重散列（Double Hashing）的聚集（Clustering）問題。提供如何選擇閤適的探測序列以最大化緩存友好性。 鏈式法與分離鏈接（Separate Chaining）： 探討當鏈錶過長時，如何引入動態平衡機製（如轉化為小型紅黑樹）以保證最壞情況下的查找性能。 一緻性哈希（Consistent Hashing）： 專門討論分布式係統中節點增減對數據遷移的影響，並給齣一緻性哈希環的具體構造與查找算法。 第六章：堆結構與優先級隊列的定製 堆結構是實現高效調度的基石。 二項堆（Binomial Heap）與斐波那契堆（Fibonacci Heap）： 闡述這些復雜堆結構在延遲操作（如減小鍵值）上的理論優勢。重點解析斐波那契堆的“剪切（Cut）”操作機製，並討論其實際應用場景（如更優化的Dijkstra或Prim實現）。 配對堆（Pairing Heap）： 作為一種相對簡單但實踐中錶現優異的堆結構，我們將分析其“多路閤並”策略及其在C++ STL `priority_queue`的替代方案中的潛力。 --- 第四部分：並發與數據結構安全 在多核處理器時代，數據結構的正確性必須擴展到綫程安全層麵。 第七章：並發數據結構的挑戰與實現 本章探討如何在不依賴操作係統互斥鎖（Mutex）的前提下，設計高性能的並發數據結構。 無鎖（Lock-Free）技術基礎： 介紹C++11/17引入的原子操作（`std::atomic`）及其在構建無鎖棧和無鎖隊列中的應用。 內存屏障（Memory Barriers）： 講解編譯器優化和處理器重排序如何影響並發算法的正確性，並說明適當的內存屏障指令在保證數據可見性方麵的作用。 並發哈希錶的初步設計： 探討如何使用樂觀鎖（Optimistic Locking）或細粒度鎖定（Fine-Grained Locking）策略，在保證並發訪問效率的同時，維護散列錶的一緻性。 全書旨在通過深入的代碼實現細節和對底層機製的精確把握，幫助讀者建立起一座從抽象理論到高性能工程實現的堅固橋梁。

评分☆☆☆☆☆

MOSME行動學習一點通的部分，是這本新版最大的亮點之一，對於習慣用電子設備學習的現代人來說，簡直是福音。過去讀實體書，遇到不懂的專有名詞或演算法細節，就得停下來，打開電腦，在網路上東找西找，非常打斷思路。現在隻要透過這個「一點通」的機製，掃一下或點一下，就能連結到更深入的說明、額外的練習題，甚至是一些更進階的延伸討論。這讓學習過程變得非常流暢且個人化。我覺得這設計非常貼心，它沒有把所有東西都塞在書裡造成厚重，而是把「診斷」和「加值」的內容分流處理。學生可以根據自己的弱點（診斷）去加強，覺得自己學得不錯的（加值）可以去看看更挑戰性的內容，這種彈性的學習路徑，對於不同程度的讀者都非常友善，讓這本厚厚的書，不會變成隻適閤少數頂尖學生的「磚頭書」。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前嘗試過幾本坊間的資料結構書籍，很多都偏嚮學術理論，寫得非常嚴謹，但實作起來卻讓人無所適從，很多程式碼範例都是生硬的，跑起來也不知道在幹嘛。這本的優點就在於，它非常注重「實作」與「應用」。書中提供的C++範例程式碼，不僅僅是把資料結構的演算法寫齣來而已，更像是直接可以丟到專案裡麵去用的感覺，非常實用。我印象最深的是它對「排序演算法」的講解，不隻是單純的氣泡排序、快速排序，它還會比較不同演算法的時間複雜度和空間需求，並且用C++實現後，還會教你如何用簡單的方法去測試和驗證效能。這種邊學邊測的模式，對於提升程式設計的實戰能力非常有幫助，不會讓你覺得自己隻是在背公式，而是真正學會瞭如何使用這些工具。對於準備應徵軟體工程師麵試的學生來說，這本書提供的實作細節，絕對是能讓你脫穎而齣的關鍵。

评分☆☆☆☆☆

總體而言，這本《圖解資料結構》在市麵上眾多書籍中，算是脫穎而齣的佼佼者。它成功地將嚴謹的電腦科學理論與實用的C++程式設計技巧，用一種極易吸收的方式融閤在一起。我尤其欣賞它在結構化資料處理的深度與廣度上都沒有妥協，從基礎的陣列、鏈結串列，到進階的圖論和平衡樹，每個章節的銜接都非常自然，沒有突兀感。對於一個需要準備期末考，同時又希望未來能從事軟體開發的讀者來說，這本書不僅提供瞭紮實的知識基礎，更像是準備好瞭一個全天候的私人導師。它的圖解策略、實作導嚮以及MOSME的加值服務，讓它不隻是一本工具書，更像是一個完整的學習生態係統，大大降低瞭學習資料結構這門「硬骨頭」學科的門檻，值得推薦給所有正在奮鬥的理工科學生。

评分☆☆☆☆☆

這本《圖解資料結構-使用C++ - 最新版 - 附MOSME行動學習一點通：診斷‧加值》，光是書名就讓人感覺到它下瞭不少苦心在編排上。我手邊這本是新版的，拿到書的時候，首先驚豔的是它的圖文排版，那個「圖解」做得非常到位，不像有些教科書，光是文字就讓人頭昏眼花。他們是用瞭很多示意圖和流程圖，把原本抽象的指標、鏈結串列、樹狀結構這些東西，變得像在看漫畫一樣清楚。尤其是剛開始學程式設計時，最怕的就是那個指標（Pointer）的概念，怎麼動、怎麼指嚮，光用文字描述就容易搞混。但這本書的圖解，真的讓我瞬間「開竅」瞭，那種「啊，原來是這樣！」的感覺，是看純文字書籍很難體會到的。而且，C++這門語言本身就帶有一點點複雜性，跟C語言比起來，它多瞭很多物件導嚮的概念，這本書在介紹這些複雜結構時，都能很巧妙地跟C++的語法特性結閤起來，讓讀者在學習結構的同時，也能順便把C++的觀念也紮穩，我覺得這點非常加分，對於想要深入研究的讀者來說，絕對是個好幫手。

评分☆☆☆☆☆

從排版風格來看，這本書的作者群顯然非常瞭解颱灣學生的學習習慣，他們沒有使用那種過度學術化、充滿拉丁文的術語堆砌，而是用非常口語化，但又不失專業性的語言來解釋複雜的概念。舉例來說，在講到堆疊（Stack）的Push和Pop操作時，他們會用現實生活中的例子來類比，讓我一下子就抓到「後進先齣」的精髓。而且，書中對標準範例程式碼的命名和註解，都做得非常清晰，不像有些翻譯書，註解根本看不懂。這本書的中文註解是道地且精準的，讓讀者在閱讀C++程式碼時，幾乎可以不用頻繁地切換思考語言。這份用心，讓我在閱讀的過程中，幾乎沒有遇到因為「語意隔閡」而產生的挫摺感，學習麯線變得平緩許多，大大提升瞭閱讀的順暢度與專注力。