資料結構:使用C#

資料結構:使用C# pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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具體描述

資料結構(Data Structures)是資訊學科中的核心課程之一,也是基礎和必修的科目。本書確實闡述資料結構的每一主題,並以圖文並茂的方式錶達之,最能達到教學與學習事半功倍的效果。

  每一章的每一小節幾乎都附有“練習題”,讓使用者能藉由測驗,評量自己對此節的瞭解程度;而書末亦附有這些練習題的參考解答可供對答使用。章末再附上“動動腦時間”,這些題目取自曆屆的高考或研究所考試題目,抑或是筆者自行設計的題目,每道題目後麵皆標示齣自節數,若有不詳之處,即可對照作答。對於課文中的重要主題,也附有完整的C#程式,可供讀者加以練習。
 
深入理解現代編程範式:C++麵嚮對象設計與實踐 圖書簡介 本書旨在為具有一定C++基礎的讀者提供一個全麵、深入的視角,探討如何運用麵嚮對象的設計原則(OOP)和現代C++特性(C++11/14/17/20)構建高效、可維護、可擴展的軟件係統。我們摒棄瞭傳統上側重於純粹語法或基礎數據結構的講解,而是聚焦於軟件工程的核心挑戰:如何管理復雜性、如何實現代碼復用,以及如何在性能和抽象之間找到最佳平衡點。 本書結構清晰,內容詳實,從麵嚮對象設計的理論基石齣發,逐步深入到模闆元編程、並發編程的高級技巧,最終落腳於現代C++生態中的實際應用模式。 --- 第一部分:麵嚮對象設計的再審視與現代C++基礎(The OOP Renaissance) 本部分著重於重新審視和深化讀者對傳統OOP四大支柱(封裝、繼承、多態、抽象)的理解,並將其與現代C++的語言特性相結閤。 第1章:超越C++98的基石:一緻性模型與性能邊界 內存模型的統一視角: 深入解析C++11內存模型,理解`std::atomic`與`volatile`的區彆,以及順序一緻性(Sequentially Consistent)與鬆弛排序(Relaxed Ordering)在並發編程中的實際意義。 右值引用與移動語義的革命: 不僅僅是講解語法,而是分析移動構造函數和移動賦值運算符如何徹底改變資源密集型類的生命周期管理,特彆是在處理大型容器和資源句柄時的性能提升。探討完美轉發(Perfect Forwarding)在通用庫設計中的應用。 Lambdas:內聯函數的深度封裝: 探討Lambda錶達式的捕獲列錶的細微差彆(按值、按引用、隱式捕獲),以及它們如何作為函數對象(Functors)的現代替代品,簡化迴調機製和異步編程接口的構建。 第2章:抽象的藝術:接口設計與多態的精妙平衡 純虛函數與接口的約束力: 討論何時應使用純虛函數定義規範,何時應傾嚮於使用基於模闆的靜態多態以避免虛函數錶的開銷。 CRTP(Curiously Recurring Template Pattern): 詳細解析CRTP作為一種靜態多態實現方式的優勢,尤其是在編譯器優化和類型安全至關重要的情況下,以及它在實現策略模式(Strategy Pattern)的無運行時開銷版本中的應用。 虛析構函數的設計陷阱與最佳實踐: 深入剖析對象切片(Object Slicing)問題,並確立在使用多態基類時,析構函數必須是`virtual`的鐵律,以及如何在設計中平衡析構函數的復雜性。 --- 第二部分:泛型編程與類型係統的高級運用(Metaprogramming and Abstraction Power) 本部分是本書的核心,專注於C++模闆的強大能力,如何利用類型係統在編譯期執行復雜邏輯,從而生成高度優化和類型安全的代碼。 第3章:模闆元編程(TMP)的實用化:從理論到構建塊 類型特徵(Type Traits)的構建與運用: 學習如何使用`typename`、`::type`以及SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error)原理來檢測和操縱類型屬性。構建自定義的類型特徵,如`is_copy_assignable`或`is_convertible`。 編譯期控製流: 利用`std::enable_if`、`if constexpr`(C++17)和模闆特化來實現編譯期分支邏輯,取代冗餘的運行時`if/else`結構。 遞歸模闆與編譯期計算: 演示如何使用模闆遞歸來計算斐波那契數列、階乘等,並討論編譯期計算與運行時性能之間的權衡。 第4章:麵嚮概念的編程(Concepts)的引入與範式轉移 C++20 Concepts的結構化設計: 詳細介紹`concept`關鍵字,理解它如何清晰地錶達模闆參數的語義要求,從而取代冗長且難以調試的SFINAE錯誤信息。 定義清晰的約束: 學習如何定義需求的集閤(如`Sortable`、`Iterable`、`Hashable`),並將其應用於函數模闆和類模闆簽名中,極大地增強瞭接口的自文檔化能力。 概念在容器和算法設計中的作用: 展示如何使用概念重寫標準庫算法(如`std::sort`的定製版本),確保隻有滿足特定要求的類型纔能實例化,提升庫的魯棒性。 --- 第三部分:資源管理與並發編程的深度挑戰(Resource Safety and Concurrency) 本部分關注現代軟件中兩大關鍵要素:確定性的資源釋放(RAII的擴展)和多綫程環境下的安全協作。 第5章:RAII的深化與智能指針的生態係統 自定義資源管理器的構建: 掌握如何為非內存資源(如文件句柄、網絡Socket、互斥鎖)設計符閤RAII原則的封裝類。 `std::unique_ptr`的高級用法: 探討定製的`Deleter`類型,以及如何利用`unique_ptr`管理C風格的資源數組和自定義內存池。 `std::shared_ptr`的引用計數開銷分析: 深入剖析`shared_ptr`內部結構(控製塊),並討論循環引用陷阱以及使用`std::weak_ptr`進行打破或延遲綁定的策略。 第6章:現代並發模型與同步原語 互斥量(Mutex)的選擇與性能考量: 對比`std::mutex`, `std::recursive_mutex`, `std::timed_mutex`,並講解其在不同鎖定粒度下的適用場景。 鎖的替代方案:原子操作與無鎖編程基礎: 介紹`std::atomic`模闆,理解Compare-and-Swap(CAS)操作的原理,並在簡單場景中實現無鎖隊列或棧的初步設計。 異步操作與未來(Futures): 詳述`std::promise`、`std::future`和`std::async`,構建生産者-消費者模型,實現基於迴調或結果等待的並發任務管理。 --- 第四部分:設計模式的C++實現與庫工程實踐(Patterns and Library Engineering) 最後一部分將理論與實踐相結閤,展示如何使用前麵學到的高級技術來實現健壯的設計模式,並構建可供他人使用的庫。 第7章:重訪經典設計模式:C++的實現優化 單例模式(Singleton)的綫程安全實現: 分析Meyers' Singleton的延遲初始化機製,並結閤C++11靜態局部變量的綫程安全保證進行討論。 工廠方法與抽象工廠的模闆化: 探討如何利用模闆和變長參數模闆(Variadic Templates)來簡化工廠方法的參數傳遞和對象創建過程,降低耦閤度。 觀察者模式的類型安全解耦: 使用`std::function`和智能指針來管理訂閱者列錶,確保即使觀察者對象生命周期結束,通知機製也不會産生懸空指針。 第8章:構建可維護的大型C++項目 模塊化設計(C++20 Modules): 介紹C++20模塊的引入如何解決傳統頭文件依賴帶來的編譯時間瓶頸和宏汙染問題,以及如何規範化接口定義。 錯誤處理的現代策略: 比較異常處理、`std::expected`(C++23提案)與錯誤碼返迴機製在不同錯誤嚴重性級彆下的適用性。強調“不應在構造函數中拋齣異常”的原則。 代碼的驗證與測試: 介紹如何結閤Google Test/Catch2等框架,利用模闆和類型特徵進行編譯期測試的補充,確保泛型代碼的行為符閤預期。 本書的讀者對象是希望從“能用C++寫代碼”跨越到“能寫齣高性能、高可維護性、遵循現代設計思想的C++軟件”的工程師、高級學生和架構師。通過本書的學習,讀者將掌握管理C++復雜性的核心工具和思維方式。

著者信息

圖書目錄

Chapter 01 演算法分析
Chapter 02 陣列
Chapter 03 堆疊與佇列
Chapter 04 鏈結串列
Chapter 05 遞迴
Chapter 06 樹狀結構
Chapter 07 二元搜尋樹
Chapter 08 堆積
Chapter 09 高度平衡二元樹
Chapter 10 2-3 Tree 與 2-3-4 Tree
Chapter 11 B-Tree
Chapter 12 圖形結構
Chapter 13 排序
Chapter 14 搜尋
Appendix A 練習題解答

 

圖書序言

圖書試讀

用戶評價

评分

拿到這本《資料結構:使用 C#》的時候,我心裡其實有點忐忑,畢竟「資料結構」這四個字,對很多非資訊本科的同學來說,聽起來就像是天書一樣。但這本書的編排和內容,完全打破瞭我的刻闆印象。它從最基礎的陣列、鍊結串列開始,循序漸進地引導讀者進入更為複雜的結構,像是樹、圖、雜湊錶等等。 最讓我驚喜的是,作者並沒有把 C# 僅僅當作是一種「翻譯工具」,而是充分利用瞭 C# 的特性來展示資料結構的設計。例如,在講到抽象資料型別(ADT)時,作者會用 C# 的介麵來定義它們的操作,然後再用不同的底層結構(如陣列、鍊結串列)來實現這些介麵。這種由抽象到具體的講解方式,對於建立清晰的程式設計思維非常有幫助。而且,書中提供的範例程式碼,不但寫得邏輯清晰,而且附帶瞭詳盡的註解,讓即使是第一次接觸某些概念的讀者,也能夠輕鬆理解。我特別喜歡書中關於雜湊錶的部分,它不僅解釋瞭碰撞處理的各種策略,還透過 C# 的實作,讓我看到如何在高效率地查找和儲存資料。

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天啊!我最近入手瞭這本《資料結構:使用 C#》,原本想說資料結構嘛,不外乎就是陣列、鍊結串列、堆疊、佇列這些基本東西,加上 C# 的語法,應該是本中規中矩的教科書。結果!我錯得離譜!這本書根本就不隻「基本」而已,它像是打開瞭一扇新世界的大門,讓我對資料結構的理解,從原本的模糊概念,瞬間提升到一個全新的層次。 書中提到的許多概念,像是 AVL 樹、紅黑樹,甚至是 B-tree,我以前在其他地方看過,但總是覺得霧裡看花,好像隻是記住瞭一些術語,卻不知道它們為什麼這麼重要,在實際應用中有什麼優勢。但這本《資料結構:使用 C#》真的厲害,它不隻钜細靡遺地解釋瞭這些進階結構的原理,更重要的是,它透過 C# 的範例程式碼,把這些抽象的概念「具象化」瞭。我能一步一步跟著程式碼的邏輯,看到樹的節點是如何插入、刪除,以及平衡操作是如何進行的。那種豁然開朗的感覺,簡直無法用言語形容!而且,書中還會探討不同資料結構在時間複雜度、空間複雜度上的權衡,這讓我深刻體會到,選擇閤適的資料結構,對於程式效能的影響有多麼巨大。我原本覺得 C# 寫起來就是 OOP,沒想到跟資料結構結閤起來,竟然能產生這麼多巧妙的設計!

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我一直認為,紮實的資料結構基礎,是成為一個優秀程式設計師的基石,但過去許多教材都顯得過於學術化,難以將理論與實際應用連結。直到我翻開這本《資料結構:使用 C#》,我的看法徹底改觀瞭。這本書最讓我印象深刻的地方,在於它巧妙地將 C# 這個強大的物件導嚮程式語言,作為實踐資料結構的載體。 作者在介紹堆疊和佇列時,不是簡單地用陣列實現,而是引導讀者思考如何利用 C# 的類別和介麵來設計更具彈性和可擴展性的資料結構。更不用說在講到樹結構時,它深入探討瞭二元搜尋樹、平衡二元搜尋樹(如 AVL 樹、紅黑樹)的原理和優劣,並且提供瞭清晰的 C# 程式碼實現,讓我能親眼看到這些複雜的結構是如何運作的。書中對於演算法的時間和空間複雜度分析也相當透徹,而且與 C# 的具體實現緊密結閤,讀者在理解理論的同時,也能夠清楚地看到程式碼的優化方嚮。這本書讓我重新找迴瞭學習程式設計的樂趣,也讓我對 C# 在處理複雜資料結構方麵充滿信心。

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這本《資料結構:使用 C#》絕對是我近幾年來讀過最棒的程式設計相關書籍之一,甚至可以說是「必讀」等級。我記得我以前念書的時候,教資料結構的老師雖然很認真,但教材總是比較偏理論,加上那時候的程式語言也沒這麼現代,學起來總覺得有點枯燥乏味,像是在啃一本厚厚的字典。但這本書完全顛覆瞭我對這個學習過程的想像。 作者在講解每個資料結構時,不僅僅是列齣程式碼,而是深入淺齣地分析瞭每個操作背後的思想和邏輯。例如,在講到圖的遍歷演算法時,它不會隻給你 DFS 和 BFS 的 C# 實現,還會比較它們各自的適用場景、優缺點,甚至還會額外補充一些進階的圖演算法,像是 Dijkstra 演算法或 A* 搜尋演算法,並且解釋這些演算法在遊戲開發、路徑規劃等實際應用中的重要性。最讓我驚豔的是,書中提供的 C# 程式碼範例,不隻可以直觀地運行,而且寫得相當乾淨、模組化,看得齣來作者在程式設計的品質上有很高的要求。透過這些高品質的範例,我不僅學到瞭資料結構的知識,也同時提升瞭自己的 C# 編程能力,一舉兩得!

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我必須說,這本《資料結構:使用 C#》真的讓我對「學習」這件事情,有瞭全新的體悟。過去學資料結構,總覺得是為瞭應付考試,或是為瞭完成專案的某個環節,但這本書卻讓我感受到,學習資料結構本身就是一件充滿樂趣和啟發的事情。 作者在講解演算法時,非常注重「為什麼」,而不僅僅是「是什麼」。像是針對堆疊和佇列,書中不隻會展示如何實現,還會深入探討它們在遞迴、廣度優先搜尋等場景下的應用。而當我們進入到更進階的樹結構,例如 B+ 樹,作者會詳細解釋它在資料庫索引中的重要性,以及如何透過 C# 的程式碼來模擬它的搜尋和插入過程。這讓我深刻理解到,我們所學的知識,是可以直接與現實世界的技術接軌的。更難得的是,書中的 C# 程式碼範例,都非常注重效能優化,並且會探討不同實現方式的優劣,這對於我這種追求程式效率的開發者來說,簡直是寶藏。閱讀這本書,就像是在與一位經驗豐富的資深工程師對話,讓我受益匪淺。

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