資料結構是有誌從事資訊工作的專業人員，不得不重視的一門基礎課程。對於第一次接觸資料結構課程的初學者來說，過多的內容及不清楚的錶達常是造成學習障礙的最主要原因。本書是以C程式語言實作來解說資料結構概念的入門書，內容淺顯易懂，藉由豐富圖例來闡述基本概念，將重要理論、演算法做最意簡言明的詮釋及舉例，同時配閤完整的範例程式碼，期能透過實作來熟悉資料結構。因此，這是一本兼具內容及專業的資料結構教學用書。
【重點主題】
◆ 資料結構入門與演算法
◆ 陣列結構 / 串列結構
◆ 堆疊 / 佇列
◆ 樹狀結構 / 圖形結構
◆ 排序演算法
◆ 搜尋演算法與雜湊函數
◆ 資料結構專有名詞
本書特色
※內容架構完整，邏輯清楚，採用豐富的圖例來闡述基本觀念及應用，有效提高可讀性。
※以C語言實作資料結構中的重要理論，以範例程式說明資料結構的內涵。
※強調邊作邊學：提供書中範例完整程式檔，給予最完整的支援，加深學習記憶。
※驗收學習成果：參閱國傢考試題型，設計難易適中的習題，提供進一步演練。
具體描述
好的，這是一份關於其他計算機科學主題圖書的詳細簡介，重點聚焦在係統編程、網絡協議和嵌入式開發，旨在提供一個與數據結構和算法主題完全不同的視角。 --- 書名：深入理解操作係統內核：基於Linux源碼的現代係統編程實踐 內容簡介： 本書旨在為係統程序員、內核開發者以及希望深入理解現代操作係統底層機製的工程師提供一份詳盡而實用的指南。我們不探討抽象的數據結構或算法的復雜度分析，而是將焦點完全集中在真實運行環境下的係統調用、進程調度、內存管理以及並發控製的實際實現細節。 第一部分：內核基礎與編譯環境搭建 在本書的起始階段，我們將引導讀者搭建一個完整的Linux內核開發和調試環境。這不僅僅是安裝必要的工具鏈，更重要的是理解交叉編譯、內核模塊的生命周期管理以及如何使用如`gdb`配閤`qemu`或虛擬環境進行內核級彆的調試。我們將詳細解析Linux內核的啓動過程，從引導加載程序（Bootloader）到初始化進程（`init`）的誕生，解釋每個關鍵階段對硬件資源的初始化步驟。讀者將學習如何閱讀和導航龐大的Linux源碼樹，理解不同子目錄的功能劃分，從而為後續深入分析奠定基礎。 第二部分：進程與綫程管理——調度的藝術 本部分將徹底剖析Linux如何管理並發執行的實體。我們將深入研究進程描述符（`task_struct`）的結構，解析其中包含的任務狀態、上下文信息以及與調度器相關的字段。重點內容包括： 1. 調度策略剖析： 詳細分析當前主流的完全公平調度器 (CFS) 的工作原理。我們將揭示CFS如何利用紅黑樹（注意：此處僅作為數據結構的應用而非教學重點）來維護可運行任務的虛擬運行時間（`vruntime`），以及如何實現搶占（Preemption）和時間片分配。我們還將對比傳統的分時調度和實時調度（如SCHED_FIFO, SCHED_RR）的實現差異。 2. 上下文切換的開銷： 深入探討硬件層麵上上下文切換（Context Switch）的實際流程，包括寄存器保存、TLB（Translation Lookaside Buffer）的刷新策略，以及現代CPU架構（如x86-64）如何優化這一過程。 3. 信號處理機製： 探究內核如何實現對用戶空間信號（如SIGINT, SIGSEGV）的傳遞、排隊和處理，解析`sigaction`的底層邏輯。 第三部分：內存管理——虛擬地址的魔術 內存管理是操作係統的核心復雜性之一。本書將係統地解構Linux的內存子係統，重點關注其如何將用戶程序的虛擬地址空間映射到物理內存。 1. 頁錶結構與多級分頁： 詳細闡述x86-64架構下的四級頁錶結構（PML4, PDPT, PD, PT），解釋地址轉換的每一步操作。我們將探討內核如何維護這些頁錶，以及如何處理缺頁異常（Page Fault）。 2. 內核內存分配器： 深入剖析Slab/SLUB/SLOB分配器的工作機製。理解為什麼內核需要專用的內存分配器來管理小對象，以及這些分配器如何優化內存碎片和緩存一緻性。我們將分析`kmalloc`和`vmalloc`的根本區彆及其適用場景。 3. 內存迴收與置換： 研究LRU（Least Recently Used）鏈錶在內核中的應用，理解內核如何通過頁麵迴收機製（Page Reclamation）來釋放低優先級的內存頁麵，以及`kswapd`守護進程的工作原理。 第四部分：同步、鎖與並發控製 在多核係統中，正確地管理共享資源的訪問至關重要。本章將聚焦於內核級彆的同步原語及其在源碼中的實現。 1. 自鏇鎖與互斥鎖： 詳細分析自鏇鎖（Spinlocks）與休眠鎖（Mutexes）的適用場景差異。我們將審視自鏇鎖如何利用硬件原語（如`cmpxchg`或`atomic_t`操作）來實現無等待同步，以及互斥鎖如何與任務調度器集成以實現睡眠和喚醒。 2. 內存屏障與順序性： 深入探討內存屏障（Memory Barriers）的必要性，解釋編譯器優化和CPU亂序執行對並發代碼的影響。我們將結閤`smp_mb()`, `rmb()`, `wmb()`等宏，講解如何保證特定操作的可見性和順序性。 3. RCU (Read-Copy-Update) 機製： 詳細介紹RCU這一現代內核編程中用於讀多寫少的場景的關鍵技術。我們將解析RCU的生命周期（注冊、同步、迴調）及其在網絡棧、驅動程序中的實際應用案例。 第五部分：虛擬文件係統（VFS）與I/O子係統 最後，本書將帶領讀者探索內核如何抽象和管理外部存儲設備。 1. VFS層抽象： 解析超級塊（Superblock）、索引節點（Inode）和目錄項（Dentry）對象的設計，理解VFS層如何通過統一的接口屏蔽底層文件係統的差異（如ext4, XFS）。 2. 塊設備驅動與I/O調度： 探討I/O請求的生命周期，從用戶空間的`read/write`調用到最終在塊設備驅動中執行。我們將分析不同的I/O調度器（如Deadline, CFQ, Kyber）的設計哲學，它們如何優化磁盤訪問模式以提高吞吐量和降低延遲。 通過對這些核心子係統的細緻解構和源碼級彆的分析，讀者將不僅掌握操作係統的工作原理，更能有效地進行內核模塊開發、性能調優和高並發係統設計。本書完全避開純理論的數據結構和算法課程內容，直接麵嚮工程實踐的深度挑戰。
著者信息
圖書目錄
Chapter 1 資料結構入門與演算法
1-1 資料結構的定義
1-1-1 資料與資訊
1-1-2 資料的特性
1-1-3 資料結構的應用
1-2 演算法
1-2-1 演算法的條件
1-2-2 演算法的錶現方式
1-3 常見演算法簡介
1-3-1 分治法
1-3-2 貪心法
1-3-3 枚舉法
1-3-4 巴斯卡三角形演算法
1-3-5 質數求解演算法
1-4 演算法效能分析
1-4-1 Big-oh
1-4-2 Ω（omega）
1-4-3 θ（theta）
Chapter 2 陣列結構
2-1 線性串列簡介
2-1-1 儲存結構簡介
2-2 認識陣列
2-2-1 二維陣列
2-2-2 三維陣列
2-2-3 n 維陣列
2-3 矩陣
2-3-1 矩陣相加
2-3-2 矩陣相乘
2-3-3 轉置矩陣
2-3-4 稀疏矩陣
2-3-5 上三角形矩陣
2-3-6 下三角形矩陣
2-3-7 帶狀矩陣
2-4 陣列與多項式
2-4-1 認識多項式
Chapter 3 串列結構
3-1 動態配置記憶體
3-1-1 動態配置變數
3-2 單嚮串列
3-2-1 建立單嚮串列
3-2-2 走訪單嚮串列
3-2-3 單嚮串列插入新節點
3-2-4 單嚮串列刪除節點
3-2-5 單嚮串列的反轉
3-2-6 單嚮串列的連結
3-2-7 多項式串列錶示法
3-3 環狀串列結構
3-3-1 環狀串列的建立與走訪
3-3-2 環狀串列的插入節點
3-3-3 環狀串列的刪除節點
3-3-4 環狀串列的連結
3-3-5 稀疏矩陣的環狀串列錶示法
3-4 雙嚮串列
3-4-1 雙嚮串列的建立與走訪
3-4-2 雙嚮串列加入新節點
3-4-3 雙嚮串列刪除節點
Chapter 4 堆疊
4-1 堆疊簡介
4-1-1 陣列實作堆疊
4-1-2 串列實作堆疊
4-2 堆疊的應用
4-2-1 遞迴演算法
4-2-2 動態規劃演算法
4-2-3 河內塔問題
4-2-4 迴溯法－老鼠走迷宮
4-2-5 八皇後問題
4-3 算術運算式的錶示法
4-3-1 中序轉為前序與後序
4-3-2 前序與後序轉為中序
4-3-3 中序錶示法求值
4-3-4 前序錶示法求值
4-3-5 後序錶示法求值
Chapter 5 佇列
5-1 認識佇列
5-1-1 佇列的工作運算
5-1-2 佇列的應用
5-1-3 陣列實作佇列
5-1-4 串列實作佇列
5-2 環狀佇列、雙嚮佇列與優先佇列
5-2-1 環狀佇列
5-2-2 雙嚮佇列
5-2-3 優先佇列
Chapter 6 樹狀結構
6-1 樹的基本觀念
6-1-1 樹專有名詞簡介
6-2 二元樹簡介
6-2-1 二元樹的定義
6-2-2 特殊二元樹簡介
6-3 二元樹儲存方式
6-3-1 陣列錶示法
6-3-2 串列錶示法
6-4 二元樹走訪
6-4-1 中序走訪
6-4-2 後序走訪
6-4-3 前序走訪
6-4-4 二元樹節點插入與刪除
6-4-5 二元運算樹
6-5 引線二元樹
6-5-1 二元樹轉為引線二元樹
6-6 樹的二元樹錶示法
6-6-1 樹化為二元樹
6-6-2 二元樹轉換成樹
6-6-3 樹林化為二元樹
6-6-4 二元樹轉換成樹林
6-6-5 樹與樹林的走訪
6-6-6 決定唯一二元樹
6-7 最佳化二元搜尋樹
6-7-1 延伸二元樹
6-7-2 霍夫曼樹
6-8 平衡樹
6-8-1 平衡樹的定義
6-9 進階樹狀結構的應用
6-9-1 決策樹
6-9-2 B 樹
6-9-3 二元空間分割樹（BSP）
6-9-4 四元樹/八元樹
Chapter 7 圖形結構
7-1 圖形簡介
7-1-1 尤拉環與尤拉鏈
7-1-2 圖形的定義
7-1-3 無嚮圖形
7-1-4 有嚮圖形
7-2 圖形的資料錶示法
7-2-1 相鄰矩陣法
7-2-2 相鄰串列法
7-2-3 相鄰複閤串列法
7-2-4 索引錶格法
7-3 圖形的走訪
7-3-1 先深後廣法
7-3-2 先廣後深法
7-4 擴張樹簡介
7-4-1 DFS擴張樹及BFS擴張樹
7-4-2 最小花費擴張樹
7-4-3 Kruskal演算法
7-4-4 Prim演算法
7-5 圖形最短路徑
7-5-1 單點對全部頂點
7-5-2 兩兩頂點間的最短路徑
7-5-3 A*演算法
7-6 AOV網路與拓樸排序
7-6-1 拓樸序列簡介
7-7 AOE網路
7-7-1 臨界路徑
Chapter 8 排序演算法
8-1 認識排序
8-1-1 排序的分類
8-1-2 排序演算法分析
8-2 內部排序法
8-2-1 氣泡排序法
8-2-2 選擇排序法
8-2-3 插入排序法
8-2-4 謝耳排序法
8-2-5 閤併排序法
8-2-6 快速排序法
8-2-7 堆積排序法
8-2-8 基數排序法
8-3 外部排序法
8-3-1 直接閤併排序法
8-3-2 k 路閤併法
Chapter 9 搜尋演算法與雜湊函數
9-1 常見搜尋演算法
9-1-1 循序搜尋法
9-1-2 二分搜尋法
9-1-3 內插搜尋法
9-1-4 費氏搜尋法
9-2 雜湊搜尋法
9-2-1 雜湊函數簡介
9-3 常見雜湊函數
9-3-1 除法
9-3-2 中間平方法
9-3-3 摺疊法
9-3-4 數位分析法
9-4 碰撞與溢位處理
9-4-1 線性探測法
9-4-2 平方探測法
9-4-3 再雜湊法
9-4-4 鏈結串列法
附錄A 資料結構專有名詞索引
1-1 資料結構的定義
1-1-1 資料與資訊
1-1-2 資料的特性
1-1-3 資料結構的應用
1-2 演算法
1-2-1 演算法的條件
1-2-2 演算法的錶現方式
1-3 常見演算法簡介
1-3-1 分治法
1-3-2 貪心法
1-3-3 枚舉法
1-3-4 巴斯卡三角形演算法
1-3-5 質數求解演算法
1-4 演算法效能分析
1-4-1 Big-oh
1-4-2 Ω（omega）
1-4-3 θ（theta）
Chapter 2 陣列結構
2-1 線性串列簡介
2-1-1 儲存結構簡介
2-2 認識陣列
2-2-1 二維陣列
2-2-2 三維陣列
2-2-3 n 維陣列
2-3 矩陣
2-3-1 矩陣相加
2-3-2 矩陣相乘
2-3-3 轉置矩陣
2-3-4 稀疏矩陣
2-3-5 上三角形矩陣
2-3-6 下三角形矩陣
2-3-7 帶狀矩陣
2-4 陣列與多項式
2-4-1 認識多項式
Chapter 3 串列結構
3-1 動態配置記憶體
3-1-1 動態配置變數
3-2 單嚮串列
3-2-1 建立單嚮串列
3-2-2 走訪單嚮串列
3-2-3 單嚮串列插入新節點
3-2-4 單嚮串列刪除節點
3-2-5 單嚮串列的反轉
3-2-6 單嚮串列的連結
3-2-7 多項式串列錶示法
3-3 環狀串列結構
3-3-1 環狀串列的建立與走訪
3-3-2 環狀串列的插入節點
3-3-3 環狀串列的刪除節點
3-3-4 環狀串列的連結
3-3-5 稀疏矩陣的環狀串列錶示法
3-4 雙嚮串列
3-4-1 雙嚮串列的建立與走訪
3-4-2 雙嚮串列加入新節點
3-4-3 雙嚮串列刪除節點
Chapter 4 堆疊
4-1 堆疊簡介
4-1-1 陣列實作堆疊
4-1-2 串列實作堆疊
4-2 堆疊的應用
4-2-1 遞迴演算法
4-2-2 動態規劃演算法
4-2-3 河內塔問題
4-2-4 迴溯法－老鼠走迷宮
4-2-5 八皇後問題
4-3 算術運算式的錶示法
4-3-1 中序轉為前序與後序
4-3-2 前序與後序轉為中序
4-3-3 中序錶示法求值
4-3-4 前序錶示法求值
4-3-5 後序錶示法求值
Chapter 5 佇列
5-1 認識佇列
5-1-1 佇列的工作運算
5-1-2 佇列的應用
5-1-3 陣列實作佇列
5-1-4 串列實作佇列
5-2 環狀佇列、雙嚮佇列與優先佇列
5-2-1 環狀佇列
5-2-2 雙嚮佇列
5-2-3 優先佇列
Chapter 6 樹狀結構
6-1 樹的基本觀念
6-1-1 樹專有名詞簡介
6-2 二元樹簡介
6-2-1 二元樹的定義
6-2-2 特殊二元樹簡介
6-3 二元樹儲存方式
6-3-1 陣列錶示法
6-3-2 串列錶示法
6-4 二元樹走訪
6-4-1 中序走訪
6-4-2 後序走訪
6-4-3 前序走訪
6-4-4 二元樹節點插入與刪除
6-4-5 二元運算樹
6-5 引線二元樹
6-5-1 二元樹轉為引線二元樹
6-6 樹的二元樹錶示法
6-6-1 樹化為二元樹
6-6-2 二元樹轉換成樹
6-6-3 樹林化為二元樹
6-6-4 二元樹轉換成樹林
6-6-5 樹與樹林的走訪
6-6-6 決定唯一二元樹
6-7 最佳化二元搜尋樹
6-7-1 延伸二元樹
6-7-2 霍夫曼樹
6-8 平衡樹
6-8-1 平衡樹的定義
6-9 進階樹狀結構的應用
6-9-1 決策樹
6-9-2 B 樹
6-9-3 二元空間分割樹（BSP）
6-9-4 四元樹/八元樹
Chapter 7 圖形結構
7-1 圖形簡介
7-1-1 尤拉環與尤拉鏈
7-1-2 圖形的定義
7-1-3 無嚮圖形
7-1-4 有嚮圖形
7-2 圖形的資料錶示法
7-2-1 相鄰矩陣法
7-2-2 相鄰串列法
7-2-3 相鄰複閤串列法
7-2-4 索引錶格法
7-3 圖形的走訪
7-3-1 先深後廣法
7-3-2 先廣後深法
7-4 擴張樹簡介
7-4-1 DFS擴張樹及BFS擴張樹
7-4-2 最小花費擴張樹
7-4-3 Kruskal演算法
7-4-4 Prim演算法
7-5 圖形最短路徑
7-5-1 單點對全部頂點
7-5-2 兩兩頂點間的最短路徑
7-5-3 A*演算法
7-6 AOV網路與拓樸排序
7-6-1 拓樸序列簡介
7-7 AOE網路
7-7-1 臨界路徑
Chapter 8 排序演算法
8-1 認識排序
8-1-1 排序的分類
8-1-2 排序演算法分析
8-2 內部排序法
8-2-1 氣泡排序法
8-2-2 選擇排序法
8-2-3 插入排序法
8-2-4 謝耳排序法
8-2-5 閤併排序法
8-2-6 快速排序法
8-2-7 堆積排序法
8-2-8 基數排序法
8-3 外部排序法
8-3-1 直接閤併排序法
8-3-2 k 路閤併法
Chapter 9 搜尋演算法與雜湊函數
9-1 常見搜尋演算法
9-1-1 循序搜尋法
9-1-2 二分搜尋法
9-1-3 內插搜尋法
9-1-4 費氏搜尋法
9-2 雜湊搜尋法
9-2-1 雜湊函數簡介
9-3 常見雜湊函數
9-3-1 除法
9-3-2 中間平方法
9-3-3 摺疊法
9-3-4 數位分析法
9-4 碰撞與溢位處理
9-4-1 線性探測法
9-4-2 平方探測法
9-4-3 再雜湊法
9-4-4 鏈結串列法
附錄A 資料結構專有名詞索引
圖書試讀
用戶評價
评分
從內容的廣度來看，這本書涵蓋瞭哪些核心主題，其實是評估其CP值的重要指標。如果隻停留在陣列、鏈結串列、基本的排序演算法，那它大概就是一本標準的學校用書。但如果能深入探討到堆疊、佇列的進階應用，像是廣度優先搜尋（BFS）和深度優先搜尋（DFS）在不同圖結構上的應用，並且能清楚地區分它們的時間複雜度和空間複雜度，那就更具參考價值瞭。尤其是在處理搜尋問題時，如果能提供不同搜尋策略（如二分搜尋、雜湊搜尋）的效能比較圖錶，那讀者就能在實際專案選型時，有個更明確的依據。畢竟，資料結構和演算法的精髓不在於「會寫」，而在於「會選」，能根據應用場景選擇最高效的解決方案，纔是硬實力。
评分拿到這本書的電子檔後，首先測試瞭一下它在不同裝置上的閱讀體驗。畢竟是電子書，排版和字體縮放是決定閱讀舒適度的關鍵。不得不說，編排上是下瞭功夫的，圖文比例掌握得不錯，不會因為圖太多而顯得雜亂，也不會因為文字太密而讓人想闔上。特別是對於那些涉及記憶體配置的章節，光是文字描述很容易讓人混淆指標的指嚮性。如果圖解真的能到位，那絕對是幫瞭大忙。我個人對於動態規劃（Dynamic Programming, DP）的部分特別感興趣，因為DP的狀態轉移公式往往是理解的難點。如果這本書能用非常簡潔的圖示，把每個子問題的遞迴關係畫齣來，甚至模擬一次狀態的推進過程，那就太神瞭。總之，對於一個想在短時間內，透過視覺輔助來強化對複雜演算法理解的工程師來說，這種「圖解」的承諾，是吸引我點擊購買的主要誘因，希望能達到複習效率最大化的目標。
评分翻閱的過程中，我特別留意瞭它對C語言特性的應用，畢竟書名都掛上瞭C語言。單純講解演算法原理固然重要，但如何在實際程式碼中體現，纔是工程師真正需要的。我最怕遇到那種，理論講得天花亂墜，結果給的範例程式碼卻是半吊子，或者為瞭遷就演算法的「純粹性」，而故意忽略瞭C語言中常見的邊界條件處理，比如錯誤檢查、記憶體洩漏的預防等。理想情況下，我希望書中的C程式碼是可直接編譯、可信賴的實作範例。舉例來說，在實作樹狀結構或圖結構時，節點的定義、指標的設置與釋放，都是非常考驗功力的細節。如果這本書能紮實地用C語言標準語法，且規範地處理好這些細節，那它就遠遠超過一本普通的「演算法入門」書籍的價值，而成為一本實用的「C語言數據結構實戰手冊」。
评分這本電子書的封麵設計，坦白說，蠻吸引眼球的，那種理工科書籍常見的簡潔配上一些圖示的組閤，給人一種「這東西應該不難懂」的錯覺。不過，光看封麵是不能斷定內容深度的。我當時在找一本可以係統性複習資料結構和演算法的工具書，畢竟在業界待久瞭，很多基礎知識都變成模糊的印象，每次要處理效能瓶頸時都會有點心虛。我希望能找到一本能快速拉迴狀態的書，而不是那種從零開始，連二元樹的定義都要花一整頁解釋的教科書。希望這本「圖解」的特色，能在複雜的理論和C語言實作之間，搭起一座清晰的橋樑，讓那些抽象的指標操作和記憶體分配，都能在視覺上找到對應的脈絡。畢竟，C語言本身就夠燒腦瞭，如果再加上難懂的演算法描述，那簡直是雙重摺磨。我期待它能用更直觀的方式，把那些經典演算法的遞迴邏輯和迭代過程，用流程圖或者步驟拆解的方式呈現齣來，這樣在除錯或是嘗試優化時，思路纔不會卡住。
评分最後，我想談談電子書格式的實用性與維護性。對於技術書籍而言，能方便地進行關鍵字搜尋，是極為重要的功能。如果內建的搜尋功能不夠強大，或者索引標籤做得不清楚，那麼要快速找到某一特定演算法的實作細節時，就會變得非常耗時。再者，如果後續作者有釋齣勘誤或更新的程式碼範例，電子書平颱是否能方便地推送更新，也是一個長期使用的考量。我希望這本書的電子版不僅僅是紙本書的數位化影本，而是能充分利用數位媒介的優勢，例如，如果能夠內嵌一些互動式的程式碼片段（雖然這在標準電子書格式中較難實現，但仍是美好的期待），或者至少能提供一個外部的GitHub連結，存放所有範例程式碼的完整專案，那就更完美瞭。總體而言，一本好的工具書，應該要能陪伴我們走過初學、複習到實際應用的整個生命週期。
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