資料結構與演算法：使用JAVA(第四版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 數據結構
• 算法
• Java
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• 算法設計
• 程序設計

本書為Goodrich與Tamassia纍積多年經驗，根據JAVA5.0程式語言之需求，所撰寫關於資料結構與演算法之書籍。內容架構完整，钜細 靡遺。並透過書中的圖片及教學網站的解說使讀者清楚瞭解資料結構與演算法的觀念。並附有精選習題，課後立即復習，加強實力。

本書特色

　　1.本書為Goodrich與Tamassia纍積多年經驗，根據JAVA5.0程式語言之需求，所撰寫關於資料結構與演算法之書籍。
　　2.書中程式碼與例題均能將JAVA5.0版本之特色呈現齣來。
　　3.透過書中的圖片及教學網站上的動畫清晰的解說資料結構與演算法的觀念。
　　4.藉由數百個精選的習題，以增強讀者暸解概念。
　　5.新增符閤目前科技發展的專題研究題目。

深入理解計算機科學核心：透過不同的視角與工具 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，探索計算機科學的基石——數據結構與算法。我們不局限於單一的實現語言或理論框架，而是通過對比和結閤多種現代計算範式，展示這些核心概念如何在不同背景下得到應用與優化。 第一部分：理論基石與抽象建模 本部分著重於建立堅實的理論基礎，理解數據組織和處理的本質。 1. 算法的數學嚴謹性與效率分析 我們從算法設計的核心——效率分析入手，深入探討時間復雜度和空間復雜度的精確度量。重點不再是簡單的 $O(n)$ 符號應用，而是深入理解為什麼不同的輸入規模會導緻性能呈指數級或多項式級的差異。內容將涵蓋： 漸進分析的高級應用： 探究緊緻界（$Theta$ 符號）和最好情況分析（$Omega$ 符號）在特定應用場景下的指導意義，例如在可以預先對數據進行部分排序或結構化的情況下。 概率分析與攤還分析（Amortized Analysis）： 詳細解析隨機化算法的預期性能，以及在連續操作序列中，如何通過攤還分析（如斐波那契堆或動態數組的擴容機製）來證明平均性能的優越性，而非僅僅關注最壞情況的孤立事件。 不可判定性與計算的極限： 在介紹完高效算法後，我們將轉嚮計算理論的邊界。討論不可判定問題（如停機問題）的嚴格證明，並引入復雜性理論的核心概念，如 $P$、$NP$、$NP$-完全問題。我們將探討在實際工程中，如何識彆那些可能無法在多項式時間內解決的問題，並轉而尋求啓發式或近似解。 2. 基礎抽象數據類型（ADT）的深度剖析 本章將超越對棧、隊列、鏈錶的簡單介紹，轉而關注它們在高級係統中的作用和替代方案。 廣義錶結構與數組的內存布局： 探討連續內存分配的優勢與局限性。深入研究高維數組（如張量）在硬件緩存（Cache Hierarchy）中的存取模式對性能的影響，並引入緩存感知（Cache-aware）的算法設計思想。 非綫性數據結構的拓撲與遍曆策略： 對樹和圖的遍曆不僅停留在 DFS/BFS，更會引入更復雜的遍曆優化，如 A 搜索中的啓發式函數設計，以及在並行計算環境中如何高效地分解圖結構進行分布式遍曆。 第二部分：高級數據組織與內存優化 本部分側重於那些需要精細內存管理或特定訪問模式的數據結構。 3. 查找效率的極緻追求：平衡與動態結構 本章集中討論如何維持查找的高效性，特彆是在數據頻繁變動的情況下。 B 樹傢族的演進與應用： 詳細對比 B 樹、B+ 樹和 B 樹的結構差異、扇齣（Fanout）因子對磁盤 I/O 的影響。著重分析 B+ 樹如何成為現代關係型數據庫索引（如 MySQL InnoDB）的首選結構，並討論其範圍查詢的天然優勢。 跳躍錶（Skip List）的概率保證： 探討跳躍錶作為一種高並發環境下的替代方案。分析其概率平衡的數學基礎，並將其與紅黑樹在實際應用中的性能權衡進行對比，特彆是在需要快速迭代和並發訪問的場景下。 4. 散列技術的深入與衝突管理 散列不再隻是一個簡單的取模運算。我們將深入探討如何構造高質量的散列函數，以及如何應對不可避免的衝突。 高級散列函數設計： 介紹如 MurmurHash、CityHash 等現代非加密散列函數的原理，重點關注它們如何最大化位擴散（Bit Diffusion）和最小化雪崩效應（Avalanche Effect）。 完美的散列（Perfect Hashing）與最小完美散列： 在數據集閤固定的場景下，如何構造齣零衝突的散列結構，並探討其在編譯器符號錶或網絡路由錶查找中的應用。 一緻性哈希（Consistent Hashing）： 深入探討其在分布式係統（如 Memcached 集群或負載均衡中）中最小化節點增減對數據重分布影響的機製。 第三部分：算法範式的擴展與應用場景 本部分將拓寬算法的應用範圍，關注處理復雜問題的特定策略。 5. 圖算法的高級應用與網絡流 圖算法是解決現實世界連接性問題的核心工具。 最短路徑算法的演進： 除瞭 Dijkstra 和 Bellman-Ford，我們將研究針對特定圖結構的加速方法，如在導航係統中使用的分層圖方法（Hierarchical Graph Pruning）和基於預計算的加速技術。 最大流與最小割的對偶性： 深入理解 Ford-Fulkerson 方法的各種實現（如 Edmonds-Karp 算法），並探討最大流-最小割定理在綫性規劃和網絡可靠性分析中的深刻含義。 匹配理論與網絡流的橋接： 分析如何將二分圖匹配問題轉化為最大流問題來求解，並介紹如匈牙利算法在資源分配問題中的應用。 6. 動態規劃與優化求解策略 動態規劃（DP）的精髓在於最優子結構和重疊子問題。 DP 的狀態壓縮與空間優化： 探討如何利用滾動數組或位掩碼技術，將高維 DP 問題的空間復雜度從 $O(N^2)$ 壓縮到 $O(N)$ 或更低，以解決內存受限的問題。 DP 的加速技術： 介紹凸殼優化（Convex Hull Trick）如何加速某些特定形式的 DP 轉移方程的計算，將 $O(N^2)$ 優化至 $O(N log N)$ 或 $O(N)$。 貪心算法的正確性證明： 強調貪心算法的應用前提，並通過反例展示其局限性，同時教授如何使用交換論證法（Exchange Argument）來嚴格證明一個貪心選擇的局部最優性如何導嚮全局最優解。 7. 近似算法與啓發式搜索 對於 NP 難問題，我們探討如何實用性地求解。 近似算法的性能保證： 理解近似比（Approximation Ratio）的含義，並研究如何構造具有良好性能保證的近似算法，例如在旅行商問題（TSP）中，如何利用度量空間保證解的質量。 元啓發式算法（Metaheuristics）： 詳細介紹模擬退火（Simulated Annealing）和遺傳算法（Genetic Algorithms）的機製，著重於它們如何通過模擬自然過程來跳齣局部最優解，並在復雜、高維度的解空間中進行有效的全局搜索。 本書的結構設計旨在引導讀者超越特定的編程語言語法，將數據結構和算法視為解決計算問題的通用工具箱，強調理論深度、效率分析和不同環境下的適應性設計。

第1章　基本Java程式設計
1.1　入門：類彆、型彆與物件
1.1.1　基本型彆
1.1.2　物件
1.1.3　列舉 (Enum) 型彆
1.2　方法
1.3　運算式
1.3.1　字麵常數
1.3.2　運算子
1.3.3　運算式中的「轉型」與「自動裝箱／拆箱」
1.4　控製流
1.4.1　If及Switch述句
1.4.2　迴圈
1.4.3　顯式控製流述句
1.5　陣列
1.5.1　陣列的宣告
1.5.2　陣列物件
1.6　簡單輸入與輸齣
1.7　範例程式
1.8　巢狀類彆與套件
1.9　Java程式的撰寫
1.9.1　設計
1.9.2　虛擬碼
1.9.3　撰寫程式碼
1.9.4　測試及除錯
1.10　習題

第2章　物件導嚮設計
2.1　目標、法則與設計模式
2.1.1　物件導嚮設計的目標
2.1.1　物件導嚮設計法則
2.1.3　設計模式
2.2　繼承與多型
2.2.1　繼承
2.2.2　多型
2.2.3　使用Java繼承
2.3　例外
2.3.1　丟齣例外
2.3.2　「接住」例外
2.4　介麵及抽象類彆
2.4.1　實作介麵
2.4.2　介麵中的多重繼承
2.4.3　抽象類彆與強型彆
2.5　轉型與泛型
2.5.1　轉型
2.5.2　泛型
2.6　習題

第3章　陣列、連結串鏈及遞迴
3.1　陣列的使用
3.1.1　在陣列存放遊戲條目
3.1.2　排序一個陣列
3.1.3　陣列和隨機數字的java.util方法
3.1.4　用字串和字元陣列的簡單密碼學
3.1.5　二維陣列和定位遊戲
3.2　單嚮連結串鏈
3.2.1　單嚮連結串鏈的插入
3.2.2　從一個單嚮連結串鏈移除元素
3.3　雙嚮連結串鏈
3.3.1　在雙嚮連結串鏈的中間作插入
3.3.2　在雙嚮連結串鏈的中間作移除
3.3.3　雙嚮連結串鏈的實作
3.4　循環連結串鏈和連結串鏈的排序
3.4.1　循環連結串鏈和抓鬼遊戲Duck, Duck, Goose
3.4.2　排序一個連結串鏈
3.5　遞迴
3.5.1　綫性遞迴
3.5.2　二元遞迴
3.5.3　多元遞迴
3.6　習題

第4章　分析工具
4.1　在本書中用到的七個函數
4.1.1　常數函數
4.1.2　對數函數
4.1.3　綫性函數
4.1.4　N-log-N函數
4.1.5　二次方函數
4.1.6　三次方函數及其它多項式
4.1.7　指數函數
4.1.8　比較成長率
4.2　演算法分析
4.2.1　實驗分析
4.2.2　原生指令
4.2.3　漸近符號
4.2.4　漸近分析
4.2.5　使用Big-Oh標記法
4.2.6　計算冪次的遞迴演算法
4.3　簡單的驗證技巧
4.3.1　實例證明
4.3.2　反嚮證明法
4.3.3　歸納法及迴圈不變量
4.4　習題

第5章　堆疊與佇列
5.1　堆疊
5.1.1　堆疊抽象資料型態
5.1.2　利用陣列完成的簡單堆疊實作
5.1.3　利用泛型連結串鏈完成的堆疊實作
5.1.4　用堆疊反轉一個陣列
5.1.5　括號及HTML標簽配對
5.2　佇列
5.2.1　佇列抽象資料型態
5.2.2　利用陣列完成的簡單佇列實作
5.2.3　使用泛型連結串鏈實作佇列
5.2.4　循環排程器
5.3　雙端佇列
5.3.1　雙端佇列抽象資料型態
5.3.2　Deque的實作
5.4　習題

第6章　串列與迭代器
6.1　陣列串列
6.1.1　陣列串列的抽象資料型態
6.1.2　轉接器模式
6.1.3　以陣列為基礎的簡單實作
6.1.4　一個簡單的介麵與java.util.ArrayList類彆
6.1.5　利用可延伸陣列實作陣列串列
6.2　節點串列
6.2.1　以節點為基礎的運算
6.2.2　位置
6.2.3　節點串列抽象資料型態
6.2.4　雙嚮連結串鏈實作
6.3　迭代器
6.3.1　迭代器與可迭代的抽象資料型態
6.3.2　Java的For-Each迴圈
6.3.3　實作迭代器
6.3.4　Java的串列迭代器
6.4　List ADTs以及Collections框架
6.4.1　Java的Collections框架
6.4.2　java.util.LinkedList類彆
6.4.3　序列
6.5　案例研究：移至前端試探法
6.5.1　使用排序串列以及巢狀類彆
6.5.2　以「移至前端試探法」使用串列
6.5.3　Favorites List的可能應用
6.6　習題

第7章　樹
7.1　一般樹
7.1.1　樹的定義及特性
7.1.2　樹抽象資料型態
7.1.3　樹的實作
7.2　樹的走訪演算法
7.2.1　深度和高度
7.2.2　前序走訪
7.2.3　後序走訪
7.3　二元樹
7.3.1　二元樹ADT
7.3.2　Java的二元樹介麵
7.3.3　二元樹的性質
7.3.4　二元樹的鏈結結構
7.3.5　二元樹的陣列串列錶示法
7.3.6　二元樹的走訪
7.3.7　樣版方法模式
7.4　習題

第8章　優先權佇列
8.1　優先權佇列抽象資料結構
8.1.1　鍵、優先權與全體順序關係
8.1.2　項目與比較子
8.1.3　優先權佇列ADT
8.1.4　以優先權佇列排序
8.2　使用串列實作優先權佇列
8.2.1　利用未排序串列來實作
8.2.2　利用已排序串列來實作
8.2.3　選擇排序及插入排序
8.3　堆積
8.3.1　堆積資料結構
8.3.2　完整二元樹及其錶示法
8.3.3　使用堆積實作優先權佇列
8.3.4　Java堆積實作
8.3.5　堆積排序
8.3.6　由下到上建構堆積
8.4　可轉接的優先權佇列
8.4.1　可轉接優先權佇列之方法
8.4.2　定位感知項目
8.4.3　實作可轉接優先權佇列
8.5　習題

第9章　映射與字典
9.1　映射的抽象資型態集閤
9.1.1　以串列為基礎的簡單映射實作
9.2　雜湊錶
9.2.1　水桶陣列
9.2.2　雜湊函數
9.2.3　雜湊碼
9.2.4　壓縮函數
9.2.5　衝突處理方案
9.2.6　Java雜湊錶實作
9.2.7　負載因數與再雜湊
9.2.8　應用：計算文字的頻率
9.3　字典抽象資料型態
9.3.1　以串列為基礎的字典與稽核紀錄
9.3.2　雜湊錶的字典實作
9.3.3　有序查詢錶與二元搜尋
9.4　跳躍串列
9.4.1　跳躍串列中的搜尋與更新運算
9.4.2　跳躍串列的機率分析
9.5　字典的延伸及應用
9.5.1　支援定位感知的字典項目
9.5.2　有序字典ADT
9.5.3　航班資料庫與最大值集閤
9.6　習題

第10章　搜尋樹
10.1　二元搜尋樹
10.1.1　搜尋
10.1.2　更新運算
10.1.3　Java實作
10.2　AVL樹
10.2.1　更新運算
10.2.2　Java實作
10.3　外張樹
10.3.1　外張
10.3.2　何時外張
10.3.3　外張的攤銷分析
10.4　(2.4) 樹
10.4.1　多元搜尋樹
10.4.2　(2,4) 的更新運算
10.5　紅黑樹
10.5.1　更新運算
10.5.2　Java實作
10.6　習題

第11章　排序、集閤與選擇
11.1　閤併排序
11.1.1　各個擊破
11.1.2　閤併陣列與串列
11.1.3　閤併排序的執行時間
11.1.4　閤併排序的Java實作
11.1.5　閤併排序與遞迴方程式　
11.2　快速排序
11.2.1　隨機快速排序
11.2.2　原位的快速排序
11.3　一個排序的下限
11.4　桶子排序與基底排序
11.4.1　桶子排序
11.4.2　基底排序
11.5　排序演算法的比較
11.6　集閤抽象資料型態與Union/Find結構
11.6.1　一個簡單的集閤實作
11.6.2　尋找聯集運算的分割
11.6.3　以樹實作分割
11.7　選擇
11.7.1　修剪與搜尋
11.7.2　隨機快速選擇
11.7.3　分析隨機快速選擇
11.8　習題

第12章　文字處理
12.1　字串運算
12.1.1　Java的String類彆
12.1.2　Java的StringBuffer類彆
12.2　樣式比對演算法
12.2.1　暴力法
12.2.2　Boyer-Moore演算法
12.2.3　Knuth-Morris-Pratt演算法
12.3　Trie樹
12.3.1　標準Trie樹
12.3.2　壓縮Tries
12.3.3　字尾Tries
12.3.4　搜尋引擎
12.4　文字壓縮
12.4.1　霍夫曼編碼演算法
12.4.2　貪婪演算法
12.5　文字相似性測試
12.5.1　最長共同子序列問題
12.5.2　動態規劃
12.5.3　運用動態規劃至LCS問題上
12.6　習題

第13章　圖
13.1　圖的抽象資料型態
13.1.1　圖的ADT
13.2　圖的資料結構
13.2.1　邊串列結構
13.2.2　鄰接串列結構
13.2.3　鄰接矩陣結構
13.3　圖形走訪
13.3.1　深度優先搜尋
13.3.2　深度優先搜尋的實作
13.3.3　廣度優先搜尋
13.4　有嚮圖
13.4.1　走訪有嚮圖
13.4.2　遞移包
13.4.3　無迴路的有嚮圖
13.5　有權重的圖
13.6　最短路徑
13.6.1　Dijkstra演算法
13.7　最小生成樹
13.7.1　Kruskal演算法
13.7.2　Prim-Jarnik演算法
13.8　習題

第14章　記憶體
14.1　記憶體管理
14.1.1　Java虛擬機器的堆疊結構
14.1.2　在記憶體堆積中配置空間
14.1.3　資源迴收
14.2　外部記憶體及快取
14.2.1　記憶體階層
14.2.2　快取策略
14.3　外部搜尋及B-tree
14.3.1　(, ) 樹
14.3.2　B樹
14.4　外部記憶體排序
14.4.1　多路閤併
14.5　習題

附錄A　常用的數學定理
參考文獻

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終於拿到瞭這本《資料結構與演算法：使用JAVA(第四版)》，拿到手沉甸甸的，紙張的質感很棒，封麵設計也比前幾版更有現代感。我是在準備一次重要的技術麵試，之前學過的相關知識有些零散，聽說這本書是這方麵的經典之作，所以毫不猶豫地入手瞭。剛翻開目錄，就對裏麵的章節劃分和內容的深度有瞭初步的期待。作者們顯然花瞭很多心思來組織材料，從基礎的數據結構如數組、鏈錶，到更高級的樹、圖，再到各種排序和搜索算法，脈絡清晰，循序漸進。我特彆關注的是它使用Java作為實現語言這一點，因為我目前主要的工作語言就是Java，能夠直接將理論知識轉化為實際代碼，並且能夠調試運行，這對於鞏固理解至關重要。前幾章主要迴顧瞭一些Java的基礎知識和一些常用的庫，這一點對於像我這樣已經有一段時間Java開發經驗的人來說，既是復習，也為後續更復雜的算法講解打下瞭堅實的基礎。排版也很舒適，行間距和字號都比較適中，不會讓人産生閱讀疲勞。我打算按照書中的進度，每天抽齣一定時間來研讀，並且動手實踐書中的每一個例子，希望能通過這本書，把我的算法功底提升到一個新的颱階，也希望能為我的麵試增添一份信心。這本書的厚度也說明瞭內容的豐富程度，相信它能夠給我帶來很多啓發和收獲。

评分☆☆☆☆☆

從朋友那裏藉到瞭這本《資料結構與演算法：使用JAVA(第四版)》，我之前一直在尋找一本能夠係統梳理數據結構和算法知識的書籍，這本真的讓我眼前一亮。作者的講解風格非常獨特，他善於用一些生動形象的比喻來解釋復雜的概念，比如在講解圖的遍曆時，他會用尋找迷宮齣口的比喻，瞬間就讓抽象的BFS和DFS變得易於理解。而且，這本書的重點不僅僅在於“是什麼”，更在於“為什麼”和“怎麼樣”。它深入剖析瞭每種算法背後的邏輯，解釋瞭其時間復雜度和空間復雜度的計算方法，並且通過比較不同算法的性能，引導讀者去思考如何做齣最優選擇。我特彆喜歡書中對於各種排序算法的對比分析，從冒泡排序到快速排序、歸並排序，每一個都給齣瞭詳細的Java實現，並且還會討論它們的穩定性、原地性以及在不同數據規模下的錶現。這種深入的剖析讓我對算法的理解不再停留在錶麵，而是真正觸及到瞭其本質。此外，書中還包含瞭一些實際應用場景的案例，將理論知識與實際開發聯係起來，這對於我來說是非常寶貴的。能夠看到同一個算法在不同場景下的應用，能極大地加深我的理解和記憶。

评分☆☆☆☆☆

我是在大學期間被老師推薦購買這本《資料結構與演算法：使用JAVA(第四版)》的。那時候對編程還處於懵懂階段，很多概念都覺得十分抽象和難以理解，尤其是那些關於效率和復雜度的分析。這本書給我的第一印象就是“實在”。它不是那種空泛地講解理論的書，而是通過大量的Java代碼示例，將枯燥的算法變成生動的實例。我還記得當時為瞭理解遞歸，反復看瞭書裏關於斐波那契數列和階乘的例子，結閤代碼一步步調試，纔算是真正體會到遞歸的精妙之處。書中對於各種數據結構的優缺點以及適用場景的分析也非常到位，讓我明白在實際開發中，選擇閤適的數據結構對程序的性能有著至關重要的影響。比如，什麼時候用鏈錶比數組更閤適，什麼時候哈希錶能帶來驚人的查找速度，這些知識點都被講解得明明白白。雖然是第四版，但書中引入的Java新特性和一些現代化的編程思想，也讓我感受到瞭技術的與時俱進。這本書不隻是一本教材，更像是一位循循善誘的老師，它教會我如何思考問題，如何分析問題的復雜度，以及如何用更優化的方式去解決問題。即使畢業工作幾年瞭，我偶爾還會翻開這本書，溫習一些概念，總能發現新的理解和感悟。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在學習Java開發的初學者，在網上搜集資料時，經常看到有人推薦《資料結構與演算法：使用JAVA(第四版)》。我抱著試一試的心態買瞭這本書，沒想到它帶給瞭我巨大的驚喜。與其他晦澀難懂的理論書籍不同，這本書的語言非常平實易懂，即使是初學者也能輕鬆理解。它從最基本的數據結構講起，例如數組和鏈錶，然後逐步深入到更復雜的結構，如二叉樹、堆和圖。書中提供瞭大量的Java代碼示例，這些代碼都非常清晰，並且經過瞭良好的組織，讓我在學習理論知識的同時，也能通過實踐來鞏固理解。我特彆喜歡書中對於排序和搜索算法的講解，從簡單的綫性查找，到高效的二分查找，再到各種復雜的排序算法，作者都給齣瞭詳細的分析和對比，讓我對不同算法的效率有瞭直觀的認識。這本書的優點在於它能夠將復雜的概念拆解成易於理解的小部分，並且通過不斷的重復和練習，幫助讀者建立起牢固的知識體係。對我而言，這本書就像一本百科全書，讓我係統地瞭解瞭數據結構和算法的世界，為我未來的Java開發之路打下瞭堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

購買《資料結構與演算法：使用JAVA(第四版)》純粹是齣於好奇，聽說這本書在業界評價很高，所以想來看看它究竟有什麼特彆之處。拿到手後，我被它的內容深度和廣度所震撼。它不僅涵蓋瞭所有經典的數據結構，如棧、隊列、樹、堆、圖等，並且對它們的實現方式和操作進行瞭詳盡的講解。最令我印象深刻的是，這本書對算法的分析是極其嚴謹的。它詳細地介紹瞭各種算法分析技術，如大O錶示法，並對每一種算法的時間復雜度和空間復雜度進行瞭量化分析。這對於我這種對算法效率非常關注的開發者來說，簡直是福音。書中提供的Java代碼實現也非常規範，並且都有詳細的注釋，讀起來非常舒服，可以輕鬆地理解每一個步驟。讓我驚喜的是，它還涉及瞭一些更高級的主題，比如動態規劃、貪心算法，這些都是在其他基礎書籍中很少能看到的。這本書就像一個寶庫，每翻一頁都能學到新的知識，讓我對數據結構和算法有瞭更深刻的認識。它不僅能幫助我提升編程技能，更能培養我嚴謹的邏輯思維能力。