书籍详情
数据结构和算法基础（Java语言实现）
作者：柳伟卫 著
出版社：北京大学出版社
出版时间：2021-11-01
ISBN：9787301325872
定价：¥119.00
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内容简介
随着云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等应用的兴起，企业对于开发人员的算法要求也越来越高。本书全面讲解了在编程中涉及到的常用的数据结构及算法，同时，辅以大量的实战案例，图文并茂，令读者易于理解掌握。同时，案例的选型偏终于解决实际问题，具有很强的应用性、趣味性。全书示例采用Java语言编写，书中示例也可以作为面试使用。本书书分为以下几部分：第一部分 预备知识（第1-2章）：介绍数据结构和算法的基本概念，并演示如何搭建开发环境、编写测试用例。第二部分 数据结构（第3-14章）：介绍常见的数据结构，包括数组、链表、矩阵、栈、队列、跳表、散列、树、图等。第三部分 常用算法（第15-20章）：介绍常用的算法，包括分而治之、动态规划、贪婪算法、回溯、分支界定、遗传算法等。第四部分 商业实战（第21-22章）：介绍汉诺塔及五子棋两款游戏的实现。本书适合对Java数据结构及算法感兴趣的学生、开发人员和架构师阅读。
作者简介
柳伟卫，网名老卫、waylau，在 IT 公司担任项目经理、架构师、高级技术顾问等职位，是 CSDN、 开源中国、云栖社区等技术社区专家，慕课网特邀讲师。具有多年软件开发管理及系统架构经验。负责过多个省、国家*大型分布式系统的设计与研发，参与了多个大型项目的微服务架构的技术改造，在实际工作中，积累了大量系统架构、大数据处理以及性能调优经验。已经出版了《分布式系统常用技术及案例分析》《Spring Boot 企业级应用开发实战》《Spring Cloud 微服务架构开发实战》《Spring 5 开发大全》《Cloud Native 分布式架构原理与实践》《大型互联网应用轻量级架构实战》等专著。
目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 2
1.1.1 数据结构概述 2
1.1.2 什么是算法 5
1.1.3 算法的描述 5
1.2 程序的性能 9
1.2.1 程序的性能 9
1.2.2 程序的性能 10
1.3 渐近记法 12
1.3.1 大O标记法 12
1.3.2 大Ω标记法 12
1.3.3 大Θ标记法 13
1.3.4 渐近记法总结 13
1.4 算法复杂度等级及其分析 13
1.4.1 常数的时间复杂度O(1) 14
1.4.2 对数的时间复杂度O(logn) 14
1.4.3 线性的时间复杂度O(n) 15
1.4.4 平方的时间复杂度O(n2) 16
1.4.5 指数的时间复杂度O(2n) 16
1.4.6 算法复杂度总结 17
1.5 总结 17
1.6 习题 18
第2章 开发环境搭建及测试 19
2.1 安装JDK 20
2.1.1 解压.zip文件到指定位置 20
2.1.2 设置环境变量 20
2.1.3 验证安装 21
2.2 安装Maven 22
2.2.1 安装 22
2.2.2 设置本地仓库 22
2.2.3 设置镜像 23
2.3 安装IDE 23
2.3.1 解压.zip文件到指定位置 23
2.3.2 配置工作区间 24
2.3.3 配置JDK 24
2.3.4 配置Maven 24
2.3.5 设置字符编码 26
2.4 实战：编写单元测试用例 26
2.4.1 创建HelloWorld类 26
2.4.2 使用JUnit5 27
2.4.3 编写JUnit5测试用例 27
2.5 总结 29
2.6 习题 29
第3章 顺序表 30
3.1 Java数组初探 31
3.2 线性表数据结构 32
3.3 实战：使用数组实现顺序表
SequentialList 37
3.4 顺序表的动态扩容 47
3.4.1 顺序表的动态扩容原理 47
3.4.2 动态扩容机制的选择 48
3.4.3 ArrayList动态扩容分析 49
3.4.4 Vector动态扩容分析 50
3.4.5 选择ArrayList还是Vector 52
3.5 总结 52
3.6 习题 52
第4章 链表 53
第5章 数组和矩阵 93
第6章 栈 114
6.1 基本概念及应用场景 115
6.1.1 栈的基本概念 115
6.1.2 栈的应用场景 115
6.2 抽象数据类型 117
6.3 数组描述 117
6.4 实战：使用数组实现栈
SequentialListStack 117
6.4.1 成员变量及构造函数 117
6.4.2 统计栈的规模 118
6.4.3 判断栈中的数据元素是否为空 118
6.4.4 入栈 118
6.4.5 出栈 119
6.4.6 引用栈顶对象 119
6.4.7 时间复杂度分析总结 119
6.4.8 单元测试 119
6.5 链表描述 121
6.6 实战：使用链表实现栈
SinglyLinkedListStack 122
6.6.1 成员变量及构造函数 122
6.6.2 统计栈的规模 122
6.6.3 判断栈中的数据元素是否为空 122
6.6.4 入栈 123
6.6.5 出栈 123
6.6.6 引用栈顶对象 123
6.6.7 时间复杂度分析总结 123
6.6.8 单元测试 123
6.7 总结 125
6.8 习题 125
第7章 队列 126
第8章 跳表和散列 183
8.1 字典 184
8.1.1 跳表 184
8.1.2 散列 185
8.2 抽象数据类型 186
8.2.1 Dictionary抽象类 186
8.2.2 Map接口 187
8.2.3 Dictionary抽象类和Map接口
的抉择 194
8.3 散列HashMap 194
8.3.1 HashMap的声明 195
8.3.2 HashMap的成员变量和构造
函数 201
8.3.3 HashMap的核心方法 203
8.3.4 实战：HashMap的单元测试 210
8.3.5 实战：HashMap的应用案例
——词频统计 214
8.4 基于跳表实现的
ConcurrentSkipListMap 216
8.4.1 ConcurrentSkipListMap的声明 216
8.4.2 ConcurrentSkipListMap的成员
变量和构造函数 217
8.4.3 ConcurrentSkipListMap的核心
方法 219
8.4.4 实战：ConcurrentSkipListMap
的单元测试 232
8.4.5 实战：ConcurrentSkipListMap
的应用案例——词频统计 235
8.5 实战：文本压缩 237
8.5.1 文本的压缩和解压 238
8.5.2 文本的压缩和解压的实现 238
8.5.3 测试文本的压缩和解压 240
8.6 总结 242
8.7 习题 243
第9章 树及二叉树 244
9.10 习题 272
第10章 优先级队列及堆 273
10.1 基本概念及应用场景 274
10.2 抽象数据类型 274
10.3 数组描述 274
10.4 实战：使用数组实现优先级队列 275
10.4.1 定义实现类 275
10.4.2 实现插入 276
10.4.3 实现删除 278
10.4.4 单元测试 279
10.5 堆描述 282
10.5.1 堆的定义 283
10.5.2 堆和普通树的区别 283
10.5.3 堆的存储 284
10.5.4 堆的常用操作 284
10.6 实战：使用堆实现优先级队列 285
10.6.1 定义实现类 286
10.6.2 实现插入 287
10.6.3 实现删除 289
10.6.4 单元测试 291
10.7 总结 293
10.8 习题 294
第11章 二叉查找树 295
第12章 平衡查找树 311
第13章 图 361
第14章 分而治之 438
第15章 贪心算法 461
第16章 动态规划 473
第17章 回溯 490
第18章 遗传算法 502
第19章 蚂蚁算法 528
第20章 汉诺塔游戏 555
20.1 实战：汉诺塔问题 556
参考文献 582
1.1 引言 2
1.1.1 数据结构概述 2
1.1.2 什么是算法 5
1.1.3 算法的描述 5
1.2 程序的性能 9
1.2.1 程序的性能 9
1.2.2 程序的性能 10
1.3 渐近记法 12
1.3.1 大O标记法 12
1.3.2 大Ω标记法 12
1.3.3 大Θ标记法 13
1.3.4 渐近记法总结 13
1.4 算法复杂度等级及其分析 13
1.4.1 常数的时间复杂度O(1) 14
1.4.2 对数的时间复杂度O(logn) 14
1.4.3 线性的时间复杂度O(n) 15
1.4.4 平方的时间复杂度O(n2) 16
1.4.5 指数的时间复杂度O(2n) 16
1.4.6 算法复杂度总结 17
1.5 总结 17
1.6 习题 18
第2章 开发环境搭建及测试 19
2.1 安装JDK 20
2.1.1 解压.zip文件到指定位置 20
2.1.2 设置环境变量 20
2.1.3 验证安装 21
2.2 安装Maven 22
2.2.1 安装 22
2.2.2 设置本地仓库 22
2.2.3 设置镜像 23
2.3 安装IDE 23
2.3.1 解压.zip文件到指定位置 23
2.3.2 配置工作区间 24
2.3.3 配置JDK 24
2.3.4 配置Maven 24
2.3.5 设置字符编码 26
2.4 实战：编写单元测试用例 26
2.4.1 创建HelloWorld类 26
2.4.2 使用JUnit5 27
2.4.3 编写JUnit5测试用例 27
2.5 总结 29
2.6 习题 29
第3章 顺序表 30
3.1 Java数组初探 31
3.2 线性表数据结构 32
3.3 实战：使用数组实现顺序表
SequentialList 37
3.4 顺序表的动态扩容 47
3.4.1 顺序表的动态扩容原理 47
3.4.2 动态扩容机制的选择 48
3.4.3 ArrayList动态扩容分析 49
3.4.4 Vector动态扩容分析 50
3.4.5 选择ArrayList还是Vector 52
3.5 总结 52
3.6 习题 52
第4章 链表 53
第5章 数组和矩阵 93
第6章 栈 114
6.1 基本概念及应用场景 115
6.1.1 栈的基本概念 115
6.1.2 栈的应用场景 115
6.2 抽象数据类型 117
6.3 数组描述 117
6.4 实战：使用数组实现栈
SequentialListStack 117
6.4.1 成员变量及构造函数 117
6.4.2 统计栈的规模 118
6.4.3 判断栈中的数据元素是否为空 118
6.4.4 入栈 118
6.4.5 出栈 119
6.4.6 引用栈顶对象 119
6.4.7 时间复杂度分析总结 119
6.4.8 单元测试 119
6.5 链表描述 121
6.6 实战：使用链表实现栈
SinglyLinkedListStack 122
6.6.1 成员变量及构造函数 122
6.6.2 统计栈的规模 122
6.6.3 判断栈中的数据元素是否为空 122
6.6.4 入栈 123
6.6.5 出栈 123
6.6.6 引用栈顶对象 123
6.6.7 时间复杂度分析总结 123
6.6.8 单元测试 123
6.7 总结 125
6.8 习题 125
第7章 队列 126
第8章 跳表和散列 183
8.1 字典 184
8.1.1 跳表 184
8.1.2 散列 185
8.2 抽象数据类型 186
8.2.1 Dictionary抽象类 186
8.2.2 Map接口 187
8.2.3 Dictionary抽象类和Map接口
的抉择 194
8.3 散列HashMap 194
8.3.1 HashMap的声明 195
8.3.2 HashMap的成员变量和构造
函数 201
8.3.3 HashMap的核心方法 203
8.3.4 实战：HashMap的单元测试 210
8.3.5 实战：HashMap的应用案例
——词频统计 214
8.4 基于跳表实现的
ConcurrentSkipListMap 216
8.4.1 ConcurrentSkipListMap的声明 216
8.4.2 ConcurrentSkipListMap的成员
变量和构造函数 217
8.4.3 ConcurrentSkipListMap的核心
方法 219
8.4.4 实战：ConcurrentSkipListMap
的单元测试 232
8.4.5 实战：ConcurrentSkipListMap
的应用案例——词频统计 235
8.5 实战：文本压缩 237
8.5.1 文本的压缩和解压 238
8.5.2 文本的压缩和解压的实现 238
8.5.3 测试文本的压缩和解压 240
8.6 总结 242
8.7 习题 243
第9章 树及二叉树 244
9.10 习题 272
第10章 优先级队列及堆 273
10.1 基本概念及应用场景 274
10.2 抽象数据类型 274
10.3 数组描述 274
10.4 实战：使用数组实现优先级队列 275
10.4.1 定义实现类 275
10.4.2 实现插入 276
10.4.3 实现删除 278
10.4.4 单元测试 279
10.5 堆描述 282
10.5.1 堆的定义 283
10.5.2 堆和普通树的区别 283
10.5.3 堆的存储 284
10.5.4 堆的常用操作 284
10.6 实战：使用堆实现优先级队列 285
10.6.1 定义实现类 286
10.6.2 实现插入 287
10.6.3 实现删除 289
10.6.4 单元测试 291
10.7 总结 293
10.8 习题 294
第11章 二叉查找树 295
第12章 平衡查找树 311
第13章 图 361
第14章 分而治之 438
第15章 贪心算法 461
第16章 动态规划 473
第17章 回溯 490
第18章 遗传算法 502
第19章 蚂蚁算法 528
第20章 汉诺塔游戏 555
20.1 实战：汉诺塔问题 556
参考文献 582
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