刷題實戰筆記：演算法工程師求職加分的祕笈（暢銷迴饋版） pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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付東來(@labuladong)

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算法
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筆試

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具體描述

　　快速掌握演算法思維
　　應對求職時IT公司的各種演算法麵試題
　　用範本和框架思維解決問題，以不變應萬變

　　本書的最大功效
　　逐步指導讀者大量演練演算法題目，以及各種演算法題型的樣式和框架，快速掌握演算法思維，以應對求職時IT公司的各種演算法麵試題，或是增進讀者編寫程式的技巧。

　　本書並不適閤純新手來閱讀
　　如果你對基本的資料結構還一竅不通，那麼你需要先花幾天的時間看一本介紹基礎的資料結構書，去瞭解諸如佇列、堆疊、陣列、鏈結串列等基本資料結構。不需要非常精通，隻需大緻瞭解它們的特點和用法即可。我想大學時期學過資料結構課程的讀者，閱讀本書應該不會有什麼問題。

　　如果你學過資料結構
　　由於種種現實原因開始在刷題平颱上演練，卻又覺得無所適從、心亂如麻，那麼本書可以解決你的燃眉之急。當然，如果你隻是單純的演算法愛好者，以刷題為樂，本書也會給你不少啟發，讓你的演算法功力更上一層樓。

　　本書有許多題目都參考自LeetCode這個題目平颱
　　題目解法的程式碼形式遵循該平颱的標準。因此如果你習慣在LeetCode平颱上演練演算法題目，那麼閱讀本書會更加遊刃有餘。當然，即使你沒有這個習慣也無妨，因為演算法的解題技巧都是通用的。

　　本書混用Python、C++和Java三種程式語言
　　筆者認為演算法題目的重點是在養成一種思維模式，不應該局限於具體的程式語言。不必擔心有的語言你不熟悉，演算法根本用不到程式語言層麵的技巧，本書也會有意避開所有語言特性，而且後麵會統一介紹三種語言的基本操作。

《精通數據結構與算法：從理論到實戰的編程思維蛻變》內容提要本書旨在為有誌於在軟件開發領域深入發展的讀者，特彆是那些渴望構建堅實技術基礎、提升問題解決能力的工程師、在校學生以及準備進入高階技術崗位的專業人士，提供一本全麵、深入且極具實操性的指南。本書的核心目標不在於羅列已有的麵試題型，而是聚焦於編程思維的係統性訓練，以及核心數據結構與算法原理的透徹理解與應用。我們深知，算法與數據結構是軟件工程的基石。一個高效的程序，其性能往往不取決於編譯器或硬件的微小優化，而取決於底層數據組織和處理邏輯的選擇。因此，本書將帶領讀者走過理論的殿堂，步入實戰的熔爐，徹底掌握構建高性能、高可維護性係統的關鍵技術。第一部分：基礎的再構建——深入理解數據結構的核心本部分將數據結構視為解決特定類型問題的“工具箱”，詳細剖析每種工具的構造、性能特徵以及適用場景。我們摒棄瞭僅僅停留在概念層麵的介紹，轉而深入探討底層實現細節和內存布局對性能的影響。 1. 綫性結構的高級應用：數組、鏈錶與棧、隊列的邊界動態數組（Vector/ArrayList）的內存哲學：探討底層內存分配策略（如容量增長因子）、緩存局部性（Cache Locality）對遍曆性能的影響，以及在特定場景下，手動內存管理或使用固定大小數組的優勢。多級與循環鏈錶的設計模式：詳細講解如何利用雙嚮鏈錶實現“最近最少使用（LRU）”緩存機製的優化版本，以及在並發編程中，如何設計無鎖（Lock-Free）或低鎖（Low-Lock）的鏈錶結構以提升吞吐量。棧與隊列的抽象與實現：不僅限於基礎的後進先齣和先進先齣，更關注如何使用標準結構實現復雜調度算法，例如優先級隊列在任務調度中的應用，以及如何使用棧模擬遞歸調用棧，並處理深度遍曆中的溢齣問題。 2. 非綫性結構的精妙設計：樹、圖與哈希的權力博弈樹的平衡藝術：深入剖析二叉搜索樹（BST）在極端情況下的性能退化問題。重點講解紅黑樹（Red-Black Tree）和AVL樹的鏇轉和重新著色（Recoloring）操作的數學依據和代碼實現細節。對於實際應用，我們將分析B樹和B+樹在數據庫索引係統中的核心作用。圖論的建模與算法：將圖論視為現實世界問題的抽象語言。從圖的錶示法（鄰接矩陣與鄰接錶）的性能權衡開始，係統講解Dijkstra、Floyd-Warshall、Prim/Kruskal算法的原理、時間復雜度分析，以及如何在網絡路由、社交網絡分析等場景中進行有效建模。特彆關注如何處理有嚮無環圖（DAG）中的拓撲排序及其在編譯依賴解析中的應用。哈希錶的效率極限：探討理想哈希函數的特性，並詳細對比鏈式法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing）的優缺點，尤其關注綫性探測和二次探測在處理“聚集”（Clustering）問題時的錶現，以及如何設計一緻性哈希（Consistent Hashing）來應對分布式係統中的節點伸縮。第二部分：算法的精煉與優化——設計範式與復雜度控製本部分著重於算法的設計思維，教授讀者如何將復雜問題分解為可解的小問題，並選擇最高效的求解路徑。 1. 遞歸、分治與迴溯法的邏輯構建分治策略的深度應用：不僅限於歸並排序和快速排序，更探討如何利用分治思想解決幾何問題（如最近點對問題）或復雜查詢問題。重點在於如何設計閤理的“閤並”步驟以保證整體效率。迴溯法（Backtracking）的剪枝藝術：講解如何通過有效的剪枝策略，將指數級復雜度的搜索空間壓縮到可接受的範圍。通過N皇後問題、數獨求解等經典案例，訓練讀者識彆和構造約束條件的能力。 2. 動態規劃（DP）：狀態轉移的嚴謹推導 DP思維的五步法：教授如何係統地定義狀態（State）、確定初始條件（Base Case）、推導狀態轉移方程（Transition）、以及優化空間復雜度（Space Optimization）。背包問題的變種與泛化：深度解析0/1背包、完全背包、多重背包等不同約束下的動態規劃解法，並將其延伸到最長公共子序列、最小編輯距離等通用問題上，強調DP的本質是避免重復計算。 3. 貪心算法的適用邊界證明貪心選擇的正確性：強調貪心算法並非萬能，必須證明“局部最優選擇能夠導嚮全局最優”的性質。通過活動選擇問題、霍夫曼編碼等案例，明確指齣貪心算法的適用條件和局限性。第三部分：性能工程與實戰部署算法和數據結構必須在真實的計算環境中運行纔能體現價值。本部分側重於將理論知識轉化為高性能代碼，並理解現代計算機體係結構對算法執行的影響。 1. 復雜度分析的量化標準漸進分析（Asymptotic Analysis）的局限性：討論在大數據量或小數據集下的實際常數因子（Constant Factors）對性能的決定性影響。介紹如何進行實際的基準測試（Benchmarking）來補充理論分析。空間復雜度的考量：在內存受限的環境中（如嵌入式係統或大規模緩存），如何通過空間換時間（或反之）進行權衡，例如使用Bloom Filter來替代昂貴的精確查找。 2. 並發環境下的數據結構挑戰鎖與無鎖（Lock-Free）的數據結構：探討多綫程環境下，傳統數據結構（如`HashMap`或`ArrayList`）的綫程安全問題。深入理解CAS（Compare-and-Swap）操作，以及如何使用原子操作（Atomic Operations）構建高性能的並發棧和隊列。 3. 內存層級與性能優化緩存友好的編程實踐：解釋CPU緩存（L1, L2, L3）的工作原理，並指導讀者如何重構代碼以提高數據訪問的連續性（如陣列的行優先/列優先訪問），從而最大化緩存命中率。本書特色本書摒棄瞭碎片化的題解模式，緻力於構建一個完整的知識體係。每一章的結構都遵循：原理闡述 $ ightarrow$ 核心算法推導 $ ightarrow$ 性能瓶頸分析 $ ightarrow$ 實際代碼實現（使用主流語言的通用範式） $ ightarrow$ 擴展應用場景討論。讀者將學會的不是“如何解決某個特定問題”，而是“如何識彆問題類型，並係統地設計最優解決方案”。通過對本書內容的係統學習和消化，讀者將能夠自信地應對任何需要數據結構與算法知識的復雜工程挑戰，真正實現從“會寫代碼”到“精通編程思維”的飛躍。

圖書目錄

本書慣例
語言基礎

第 1 章核心技巧篇
1.1 學習演算法和刷題的概念框架
1.1.1 資料結構的儲存方式
1.1.2 資料結構的基本操作
1.1.3 演算法刷題指南
1.1.4 最後總結
1.2 動態規劃解題範本框架
1.2.1 費波那契數列（費氏數列）
1.2.2 湊零錢問題
1.2.3 最後總結
1.3 迴溯演算法解題範本框架
1.3.1 全排列問題
1.3.2 N 皇後問題
1.3.3 最後總結
1.4 BFS演算法範本框架
1.4.1 演算法框架
1.4.2 二元樹的最小高度
1.4.3 解開密碼鎖的最少次數
1.5 雙指標技巧範本框架
1.5.1 快、慢指標的常用演算法
1.5.2 左、右指標的常用演算法
1.6 我寫瞭首詩，保證你閉著眼睛都能寫齣二分搜尋演算法
1.6.1 二分搜尋框架
1.6.2 找尋一個數（基本的二分搜尋）
1.6.3 尋找左側邊界的二分搜尋
1.6.4 尋找右側邊界的二分搜尋
1.6.5 邏輯統一
1.7 我寫瞭一個範本，把滑動視窗演算法變成瞭默寫題
1.7.1 最小覆蓋字串
1.7.2 字串排列
1.7.3 找所有字母異位詞
1.7.4 最長無重覆字串

第 2 章動態規劃係列
2.1 動態規劃設計：最長遞增子序列
2.1.1 動態規劃解法
2.1.2 二分搜尋解法
2.2 二維遞增子序列：信封嵌套問題
2.2.1 題目概述
2.2.2 思路分析
2.2.3 最後總結
2.3 最大子陣列問題
2.3.1 思路分析
2.3.2 最後總結
2.4 動態規劃解疑：最佳子結構及dp巡訪方嚮
2.4.1 最佳子結構詳解
2.4.2 dp陣列的巡訪方嚮
2.5 經典動態規劃：最長公用次序列
2.6 經典動態規劃：編輯距離
2.6.1 思路分析
2.6.2 程式碼詳解
2.6.3 動態規劃最佳化
2.6.4 擴展延伸
2.7 子序列問題解題範本：最長迴文子序列
2.7.1 兩種思路
2.7.2 最長迴文子序列
2.7.3 程式碼實作
2.8 狀態壓縮：對動態規劃進行降維操作
2.9 以最小插入次數建構迴文串
2.9.1 思路分析
2.9.2 狀態轉移方程
2.9.3 程式碼實作
2.10 動態規劃之正規運算式
2.10.1 思路分析
2.10.2 動態規劃解法
2.11 不同的定義產生不同的解法
2.11.1 第一種思路
2.11.2 第二種思路
2.11.3 最後總結
2.12 經典動態規劃：高樓扔雞蛋
2.12.1 解析題目
2.12.2 思路分析
2.12.3 疑難排解
2.13 經典動態規劃：高樓扔雞蛋（進階）
2.13.1 二分搜尋最佳化
2.13.2 重新定義狀態轉移
2.13.3 還可以再最佳化
2.14 經典動態規劃：戳氣球問題
2.14.1 迴溯思路
2.14.2 動態規劃思路
2.14.3 寫齣程式碼
2.15 經典動態規劃：0-1 背包問題
2.16 經典動態規劃：子集背包問題
2.16.1 問題分析
2.16.2 思路分析
2.16.3 進行狀態壓縮
2.17 經典動態規劃：完全背包問題
2.18 題目韆百變，範本不會變
2.18.1 線性排列情況
2.18.2 環形排列情況
2.18.3 樹形排列情況
2.19 動態規劃和迴溯演算法，到底是什麼關係
2.19.1 迴溯思路
2.19.2 消除重疊子問題
2.19.3 動態規劃

第 3 章資料結構係列
3.1 一步步教你撰寫LRU快取淘汰演算法
3.1.1 LRU演算法描述
3.1.2 LRU演算法設計
3.1.3 程式碼實作
3.2 層層拆解，帶你動手撰寫LFU演算法
3.2.1 演算法描述
3.2.2 思路分析
3.2.3 程式碼框架
3.2.4 LFU核心邏輯
3.3 二元搜尋樹操作集錦
3.3.1 判斷BST的閤法性
3.3.2 在BST找尋一個數是否存在
3.3.3 在BST插入一個數
3.3.4 在BST刪除一個數
3.4 為什麼那麼難算完全二元樹的節點數
3.4.1 思路分析
3.4.2 複雜度分析
3.5 利用各種巡訪框架序列化和反序列化二元樹
3.5.1 題目描述
3.5.2 前序巡訪解法
3.5.3 後序巡訪解法
3.5.4 中序巡訪解法
3.5.5 層級巡訪解法
3.6 Git原理之二元樹最低共用源始
3.6.1 二元樹的最低共用源始
3.6.2 思路分析
3.7 特殊資料結構：單調堆疊
3.7.1 單調堆疊解題範本
3.7.2 題目變形
3.7.3 如何處理迴圈陣列
3.8 特殊資料結構：單調佇列
3.8.1 建置解題框架
3.8.2 實作單調佇列資料結構
3.8.3 演算法複雜度分析
3.9 如何判斷迴文鏈結串列
3.9.1 判斷迴文單嚮鏈結串列
3.9.2 最佳化空間複雜度
3.9.3 最後總結
3.10 秀操作之純遞迴反轉鏈結串列
3.10.1 遞迴反轉整個鏈結串列
3.10.2 反轉鏈結串列前N個節點
3.10.3 反轉鏈結串列的一部分
3.10.4 最後總結
3.11 秀操作之k個一組反轉鏈結串列
3.11.1 分析問題
3.11.2 程式碼實作
3.11.3 最後總結

第 4 章演算法思維係列
4.1 迴溯演算法解決子集、組閤、排列問題
4.1.1 子集
4.1.2 組閤
4.1.3 排列
4.2 迴溯演算法最佳實踐：解數獨
4.2.1 直觀感受
4.2.2 程式碼實作
4.3 迴溯演算法最佳實踐：括弧產生
4.4 BFS演算法暴力破解各種智力題
4.4.1 題目解析
4.4.2 思路分析
4.5 2Sum問題的核心觀念
4.5.1 2Sum I
4.5.2 2Sum II
4.5.3 最後總結
4.6 一個函數解決 nSum 問題
4.6.1 2Sum 問題
4.6.2 3Sum 問題
4.6.3 4Sum 問題
4.6.4 100Sum 問題
4.7 拆解複雜問題：實作計算器
4.7.1 字串轉整數
4.7.2 處理加減法
4.7.3 處理乘除法
4.7.4 處理括弧
4.7.5 最後總結
4.8 攤煎餅也得有點遞迴思維
4.8.1 思路分析8
4.8.2 程式碼實作
4.9 字首和技巧解決子陣列問題
4.9.1 什麼是字首和
4.9.2 最佳化解法
4.9.3 最後總結
4.10 扁平化巢狀串列
4.10.1 題目描述
4.10.2 解題思路
4.10.3 進階思路

第 5 章常見麵試係列
5.1 如何有效尋找質數
5.2 如何有效進行模冪運算
5.2.1 如何處理陣列指數
5.2.2 如何處理mod運算
5.2.3 如何有效求冪
5.3 如何運用二分搜尋演算法
5.3.1 問題分析
5.3.2 擴展延伸
5.4 如何有效解決接雨水問題
5.4.1 核心思路
5.4.2 備忘錄最佳化
5.4.3 雙指標解法
5.5 如何去除有序陣列的重覆元素
5.6 如何尋找最長迴文子字串
5.6.1 思考
5.6.2 程式碼實作
5.7 如何運用貪婪概念玩跳躍遊戲
5.7.1 跳躍遊戲 I
5.7.2 跳躍遊戲 II
5.8 如何運用貪婪演算法做時間管理
5.8.1 問題概述
5.8.2 貪婪解法
5.8.3 應用範例
5.9 如何判斷括弧閤法性
5.9.1 處理一種括弧
5.9.2 處理多種括弧
5.10 如何調度考生的座位
5.10.1 思路分析
5.10.2 簡化問題
5.10.3 進階問題
5.10.4 最後總結
5.11 Union-Find演算法詳解
5.11.1 問題描述
5.11.2 基本思路
5.11.3 平衡性最佳化
5.11.4 路徑壓縮
5.11.5 最後總結
5.12 Union-Find演算法應用
5.12.1 DFS的替代方案
5.12.2 判斷閤法等式
5.12.3 最後總結
5.13 一行程式碼就能解決的演算法題目
5.13.1 Nim遊戲
5.13.2 石頭遊戲
5.13.3 電燈開關問題

圖書序言

ISBN：9786263336858
規格：平裝 / 448頁 / 17 x 23 x 2.34 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
齣版地：颱灣

本書分類：電腦資訊> 程式設計/APP開發> 程式邏輯/演算法

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

我最近正在全力衝刺一些大廠的技術麵試，尤其是在算法和係統設計這塊，壓力山大。市麵上關於算法的教程汗牛充棟，但大多要麼過於學術化，要麼就是題海戰術，看完一堆題還是不知道如何在真實麵試場景中靈活運用。我特彆欣賞某些書籍在理論深度和實戰應用之間找到的那個“甜點”。好的書籍不隻是告訴你解題步驟，更重要的是引導你理解底層原理，讓你在麵對一個全新問題時，能迅速定位到適用的算法範式，並能清晰地嚮麵試官闡述你的思考過程——特彆是復雜度分析和優化路徑的選擇。如果這本書能精準地把握住這種“思維模式的培養”而非單純的“解題技巧堆砌”，那它無疑就是我目前最需要的“練功秘籍”。這種對麵試核心要求的精準洞察力，纔是區分優秀麵試準備材料和普通參考書的關鍵所在。

评分☆☆☆☆☆

說實話，在準備技術麵試的過程中，最令人沮喪的莫過於付齣瞭大量時間，但收效甚微。我們需要的不是一個標準答案的集閤，而是能幫助我們建立穩固知識體係的框架。我期待這本書能在知識點的組織結構上做到獨具匠心。比如，它是否能將相關聯的算法和數據結構進行歸類整閤，形成清晰的知識脈絡圖，而不是零散地羅列問題？更進一步，如果能在每個章節的末尾，提供一些“陷阱解析”或“常見錯誤歸納”，那簡直是太棒瞭。因為麵試官最喜歡考察的就是那些我們自認為掌握瞭，但一深究就露餡的細節。一個結構清晰、邏輯嚴密的學習路徑，能極大地提升學習效率，避免在無用功上浪費寶貴的衝刺時間。

评分☆☆☆☆☆

作為一名資深技術愛好者，我深知“實戰”二字的份量。很多書本上的例子過於理想化，脫離瞭真實項目中的各種邊界條件和不完美輸入。我非常好奇，這本書是如何將“算法工程”這個概念融入到日常練習中的。它是否提供瞭將抽象算法應用於具體場景（例如，流式數據處理、大規模圖遍曆）的案例分析？一個真正的算法工程師，不僅要能解題，還要能設計齣可維護、可擴展的解決方案。如果這本書能在講解完核心算法後，附加一些關於如何在生産環境中部署和監控這些算法模塊的經驗分享，哪怕是簡短的幾點忠告，都會讓這本書的含金量瞬間提升一個檔次。這種超越純理論的視角，纔是求職加分的真正秘訣所在。

评分☆☆☆☆☆

對於求職者而言，算法能力往往是敲門磚，但真正決定你最終能進入哪個梯隊的，往往是那些微妙的工程化思維和對“復雜度”的深刻理解。我希望這本書不僅僅停留在寫齣正確代碼的層麵，而是能深入到“為什麼這樣寫比那樣好”的層麵。比如，對於一個動態規劃問題，除瞭給齣最優解法，是否能對比分析不同優化思路（如滾動數組、空間壓縮）背後的權衡利弊？在麵對海量數據或嚴格時間限製的場景下，這種對性能和資源消耗的敏感度，正是區分“會寫代碼”和“能做工程”的試金石。如果這本書能用生動的語言描繪齣這些在真實世界中會遇到的性能瓶頸，並給齣相應的工程化解決方案，那它的價值就遠超一般的刷題指南瞭。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，那種深沉的藍與躍動的光芒交織在一起，初看之下就給人一種嚴肅又不失活力的感覺。拿到手裏，它的紙張質感相當紮實，不是那種輕飄飄的廉價感，翻閱起來手感很舒服，這對於需要長時間閱讀技術書籍的人來說，絕對是一個加分項。裝幀結實，即使經常翻動，也不擔心很快就會散架。從這本書的整體氣質來看，它顯然是為那些真正想在算法和數據結構領域深耕，並且目標明確指嚮頂級科技公司技術崗位的讀者準備的。它散發齣的那種“乾貨滿滿”的氣息，讓人忍不住想立刻翻開第一頁，看看裏麵究竟蘊含瞭什麼樣的實戰智慧。光是這份物理層麵的體驗，就已經讓我對後續的閱讀充滿瞭期待，感覺這不是一本隨隨便便就能寫齣來的工具書，而是一份用心打磨的匠心之作。