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多任務下的數據結構與算法（含1CD） →推薦 →期書
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作者:周偉明
出版社: 華中科技大學出版社? | ISBN:7-5609-3676-8 | 出版日期:2006年4月
開本:787*960，1/16 | 版別版次:2006年4月第一版第一次印刷
內容簡介
本書和傳統同類書籍的區別是除了介紹基本的數據結構容器如棧、隊列、鏈表、樹、二叉樹、紅黑樹、AVL樹和圖之外，引進了多任務；還介紹了將任意數據結構容器變成支持多任務的方法；另外，還增加了復合數據結構和動態數據結構等新內容的介紹。在復合數據結構中不僅介紹了哈希鏈表、哈希紅黑樹、哈希AVL樹等容器，還介紹了復合數據結構的通用設計方法；在動態數據結構中主要介紹了動態環形隊列、動態等尺寸內存管理算法。在內存管理中介紹了在應用程序層實現的內存垃圾回收算法、內存泄漏檢查和內存越界檢查的方法等。本書選取的內容均側重于在實際中有廣泛應用的數據結構和算法，有很好的商業使用價值。
本書大部分章節中都列舉并介紹了應用實例，如用AVL樹等容器實現的搜索引擎、用數組實現HOOK管理、用鏈表實現的短信息系統中的CACHE管理、用哈希表實現WebServer中的CACHE文件管理和用哈希AVL樹實現抗DoS/DDoS攻擊等。
書中重點介紹了軟件的各種質量特性如時間效率和空間效率之間的關系，介紹了如何在各種質量特性間取得均衡的原則，并介紹了各種數據結構算法的應用場合和范圍。
本書介紹的所有數據結構及算法都以不同復雜程度給出其編碼實現。為了便于讀者自學，每章末附有小結和思考練習題。
本書可供高校計算機及相關專業作為教學參考書，對從事軟件開發與應用的科研人員、工程技術人員以及其他相關人員也具有較高的參考價值。
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《多任務下的數據結構與算法（含1CD）》圖書目錄：
第1章? 緒論 (1)
1.1? 引言 (1)
1.2? C語言編程常見問題分析 (2)
1.2.1? 參數校驗問題 (3)
1.2.2? return語句的問題 (3)
1.2.3? while循環和for循環的問題 (4)
1.2.4? if語句的多個判斷問題 (4)
1.2.5? goto語句問題 (5)
1.2.6? switch …case 和if … else if 的效率區別 (5)
1.3? 任意數據類型處理 (7)
1.3.1? 任意數據類型處理的設計方法 (7)
1.3.2? 任意數據類型處理的實例 (8)
1.3.3? 任意數據類型處理的回調函數封裝 (9)
1.4? 多任務介紹 (10)
1.4.1? 多任務簡介 (10)
1.4.2? 鎖的概念 (10)
1.4.3? Windows下常用多任務操作函數 (10)
1.4.4? Linux/Unix下常用多任務操作函數 (12)
1.4.5? VxWorks下常用多任務操作函數 (12)
1.4.6? 多任務函數的封裝 (13)
1.5? 軟件設計簡介 (14)
1.5.1? 軟件設計歷史簡述 (14)
1.5.2? 微觀設計學原理簡介 (15)
第2章? 數組 (17)
2.1? 棧 (17)
2.1.1? 棧的基本概念 (17)
2.1.2? 棧的編碼實現 (18)
2.1.3? 多任務棧的實現 (21)
2.2? 隊列 (24)
2.2.1? 隊列的基本概念和接口 (24)
2.2.2? 環形隊列(Queue) (25)
2.2.3? STL中的動態隊列(STL∷deque) (29)
2.2.4? 動態環形隊列 (30)
2.2.5? 各種隊列的時間效率測試及分析 (35)
2.2.6? 各種隊列的適用范圍 (36)
2.2.7? 關于時間效率和空間效率的原則 (36)
2.3? 排序表 (37)
2.3.1? 排序算法介紹 (37)
2.3.2? 快速排序算法 (38)
2.3.3? 排序表的設計 (40)
2.3.4? 非遞歸的快速排序算法 (43)
2.3.5? 快速排序算法的復雜度分析 (47)
2.3.6? 二分查找算法 (48)
2.4? 實例：HOOK管理功能的實現 (49)
2.4.1? 單個函數的HOOK實現 (49)
2.4.2? 多個函數的HOOK實現 (50)
2.4.3? HOOK功能的應用簡介 (55)
2.4.4? HOOK使用的注意事項 (56)
本章小結 (56)
習題與思考 (56)
第3章? 鏈表 (57)
3.1? 單向鏈表 (57)
3.1.1? 單向鏈表的存儲表示 (57)
3.1.2? 單向鏈表的接口設計 (59)
3.1.3? 單向鏈表的基本功能編碼實現 (60)
3.2? 單向鏈表的逐個節點遍歷 (69)
3.2.1? 單向鏈表逐個節點遍歷基本概念 (69)
3.2.2? 單向鏈表逐個節點遍歷編碼實現 (70)
3.3? 單向鏈表的排序 (71)
3.3.1? 插入排序 (71)
3.3.2? 歸并插入排序 (74)
3.3.3? 基數排序 (79)
3.4? 雙向鏈表 (85)
3.4.1? 雙向鏈表的基本概念 (85)
3.4.2? 雙向鏈表的設計 (85)
3.4.3? 雙向鏈表的編碼實現 (86)
3.5? 使用整塊內存的鏈表 (107)
3.5.1? 整塊內存鏈表的基本概念 (107)
3.5.2? 整塊內存鏈表的編碼實現 (109)
3.6? 實例：使用鏈表管理短信息系統的CACHE (113)
3.6.1? 短信息系統的CACHE管理基本概念 (113)
3.6.2? 短信息系統的發送和接收分析 (114)
3.6.3? 短信息系統CACHE管理的編碼實現 (115)
本章小結 (118)
習題與思考 (118)
第4章? 哈希表 (119)
4.1? 哈希表 (119)
4.1.1? 哈希表的基本概念 (119)
4.1.2? 哈希表的索引方法 (120)
4.1.3? 哈希表的沖突解決方法 (123)
4.1.4? 哈希表基本操作的源代碼 (125)
4.2? 哈希鏈表 (130)
4.2.1? 哈希表和數組、鏈表的效率比較 (130)
4.2.2? 時間效率和空間效率的關系 (131)
4.2.3? 哈希鏈表的基本概念 (132)
4.2.4? 哈希鏈表的操作 (133)
4.2.5? 哈希鏈表的編碼實現 (135)
4.3? 實例：WebServer的動態CACHE文件管理 (143)
4.3.1? WebServer的動態CACHE文件管理基本概念 (143)
4.3.2? CACHE文件管理功能的設計 (144)
4.3.3? CACHE文件管理功能的編碼實現 (145)
本章小結 (151)
習題與思考 (151)
第5章? 樹 (153)
5.1? 普通樹 (153)
5.1.1? 普通樹的描述方法 (153)
5.1.2? 樹的操作接口設計 (154)
5.1.3? 樹的遍歷算法 (154)
5.1.4? 樹的編碼實現 (157)
5.1.5? 使用樹的遍歷算法來實現Xcopy功能 (163)
5.2? 二叉樹 (166)
5.2.1? 二叉樹的基本概念 (166)
5.2.2? 二叉樹的樹梢及二叉樹的高度 (166)
5.2.3? 二叉樹的描述方法 (167)
5.3? 二叉排序樹 (168)
5.3.1? 二叉排序樹的基本概念 (168)
5.3.2? 二叉排序樹的查找 (168)
5.3.3? 二叉排序樹的插入 (170)
5.3.4? 二叉排序樹的刪除 (172)
5.3.5? 二叉排序樹的遍歷 (176)
5.3.6? 二叉排序樹的旋轉操作 (178)
5.4? AVL搜索樹 (181)
5.4.1? AVL搜索樹的基本概念 (181)
5.4.2? AVL搜索樹的插入 (181)
5.4.3? AVL搜索樹的刪除 (184)
5.4.4? AVL樹的源代碼 (187)
5.5? 紅黑樹 (205)
5.5.1? 紅黑樹的基本概念 (205)
5.5.2? 紅黑樹的插入操作 (206)
5.5.3? 紅黑樹的刪除操作 (209)
5.5.4? 紅黑樹的編碼實現 (214)
5.6? 實例：搜索引擎的實現 (236)
5.6.1? 搜索引擎的實現思路和方法 (236)
5.6.2? 搜索引擎的時間效率和空間效率分析 (238)
5.6.3? 高級搜索的實現 (240)
本章小結 (241)
習題與思考 (241)
第6章? 復合二叉樹 (243)
6.1? 哈希紅黑樹 (243)
6.1.1? 哈希紅黑樹的基本概念 (243)
6.1.2? 哈希紅黑樹的查找 (245)
6.1.3? 哈希紅黑樹的插入 (246)
6.1.4? 哈希紅黑樹的刪除 (248)
6.1.5? 哈希紅黑樹的釋放 (248)
6.1.6? 哈希紅黑樹的遍歷 (249)
6.1.7? 哈希紅黑樹的編碼實現 (249)
6.1.8? 哈希紅黑樹的效率分析 (255)
6.2? 哈希AVL樹 (256)
6.2.1? 哈希AVL樹的基本概念 (256)
6.2.2? 哈希AVL樹的查找 (257)
6.2.3? 哈希AVL樹的插入 (258)
6.2.4? 哈希AVL樹的刪除 (260)
6.2.5? 哈希AVL樹的釋放 (261)
6.2.6? 哈希AVL樹的遍歷 (261)
6.2.7? 哈希AVL樹的編碼實現 (261)
6.2.8? 復合數據結構的分類 (266)
6.3? 抗DoS/DDoS攻擊的實例 (267)
6.3.1? DoS/DDoS攻擊的概念 (267)
6.3.2? 常見DoS/DDoS攻擊手段及防范策略 (268)
6.3.3? 抗DoS/DDoS攻擊的實現 (269)
6.3.4? 抗DoS/DDoS攻擊的編碼實現 (269)
本章小結 (272)
習題與思考 (273)
第7章? 圖 (275)
7.1? 圖的基本概念和描述方法 (275)
7.1.1? 圖的基本概念 (275)
7.1.2? 圖的描述方法 (276)
7.2? Dijkstra最短路徑算法 (277)
7.2.1? Dijkstra最短路徑算法的描述 (277)
7.2.2? Dijkstra最短路徑算法的過程圖解 (277)
7.2.3? Dijkstra最短路徑算法的編碼實現 (278)
7.3? 最小生成樹算法 (282)
7.3.1? 最小生成樹算法的基本概念 (282)
7.3.2? 最小生成樹算法的過程圖解 (282)
7.3.3? 最小生成樹的算法流程圖 (283)
7.3.4? 最小生成樹算法的編碼實現 (284)
7.4? 深度優先搜索算法 (286)
7.4.1? 深度優先搜索算法的描述 (286)
7.4.2? 深度優先搜索算法的過程圖解 (287)
7.4.3? 深度優先搜索算法的流程圖 (288)
7.4.4? 深度優先搜索算法的編碼實現 (289)
7.5? 寬度優先搜索算法 (293)
7.5.1? 寬度優先搜索算法的描述 (293)
7.5.2? 寬度優先搜索算法的編碼實現 (294)
7.6? 無環有向圖的分層算法 (297)
7.6.1? 無環有向圖的分層算法描述 (297)
7.6.2? 無環有向圖的分層算法過程圖解 (298)
7.7? 哈密頓圈算法 (299)
7.7.1? 哈密頓圈算法的描述 (299)
7.7.2? 哈密頓圈算法的過程圖解 (300)
本章小結 (302)
習題與思考 (302)
第8章? 多任務算法 (303)
8.1? 讀寫鎖 (303)
8.1.1? 讀寫鎖概念的引出 (303)
8.1.2? 讀寫鎖算法的分析和實現 (304)
8.1.3? 讀寫鎖的編碼實現 (305)
8.2? 多任務資源釋放問題 (308)
8.2.1? 子任務釋放問題 (308)
8.2.2? 多個子任務釋放 (309)
8.2.3? 多任務釋放的實現 (309)
8.3? 多任務下的遍歷問題 (313)
8.3.1? 鏈表在多任務下的遍歷問題 (313)
8.3.2? 多任務鏈表的設計和編碼實現 (313)
8.3.3? 多任務鏈表的遍歷操作編碼實現 (318)
8.3.4? 多個任務同時遍歷的情況 (321)
8.4? 多任務二叉樹的設計 (322)
8.5? 消息隊列 (327)
8.5.1? 消息隊列的基本概念 (327)
8.5.2? 消息隊列的設計和編碼實現 (327)
8.6? 實例：線程池調度的管理 (331)
8.6.1? 線程池調度管理的基本概念 (331)
8.6.2? 線程池調度管理的編碼實現 (332)
本章小結 (335)
習題與思考 (335)
第9章? 內存管理算法 (337)
9.1? 動態等尺寸內存的分配算法 (337)
9.1.1? 靜態等尺寸內存分配算法的分析 (337)
9.1.2? 動態等尺寸內存分配算法 (338)
9.2? 內存垃圾收集算法 (351)
9.2.1? 垃圾收集算法簡介 (351)
9.2.2? 用戶層垃圾回收算法的實現 (352)
9.2.3? 多任務下的垃圾收集 (360)
9.2.4? 使用垃圾回收算法來做內存泄漏檢查 (367)
9.3? 實例：動態等尺寸內存管理算法的應用 (370)
9.3.1? Emalloc內存管理的概念 (370)
9.3.2? Emalloc內存管理的編碼實現 (371)
9.3.3? Emalloc內存管理的使用方法 (375)
9.3.4? Emalloc內存管理的內存越界檢查 (376)
本章小結 (378)
習題與思考 (378)
附? 參考文獻 (379)
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圖書序言
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自序
軟件的核心技術是什么？一個軟件要做出來后很難模仿才能稱之為擁有核心技術。軟件上市后，只要使用一下便知道有哪些功能，所以功能性需求是非常容易模仿的。比較難模仿的有兩個方面：一是軟件設計，二是數據結構與算法。好的算法可以申請專利，用作保護知識產權和限制競爭對手的重要手段，由此可見算法在軟件中的重要意義。軟件研發人員和測試人員的最大區別在于研發人員在數據結構與算法方面要掌握得更好。
十年前，當我初次來到深圳開始職業軟件生涯時，出于對數學的熱愛，閑暇時經常看一些數據結構與算法方面的書籍和資料，常從其中受到啟發。經過七年的日積月累后，忽然發現CPU的速度已快到達極限，多核CPU已投入實際使用，未來將是多核CPU的天下，對多任務編程提出了更高的要求，而目前數據結構與算法方面的書籍均沒有涉足多任務方面，乃下定決心寫作本書，在歷時三年的寫作過程中又有一些新的心得寫入了本書中。
數據結構與算法已經成為軟件開發工程師的必備的基礎知識之一，在學校里，它已經成為計算機學科的重要課程，同時也成為許多其他專業的熱門選修課，社會上大多數公司在招聘軟件開發人員時必然會考察應聘人員數據結構與算法的掌握程度，并將此作為衡量應聘者水平的重要依據。本書是為那些已從事軟件開發或即將從事軟件開發的人員而寫，也可以供專業人士參考。本書注重實踐，注重軟件的設計與實現，為軟件開發人員向職業化方向發展和進一步提升打好基礎。
本書重點講解了多任務方面的內容，講解了使數據結構支持多任務的算法。講解了很多新的數據結構與算法，也講解了數據結構的設計思想，如復合數據結構和動態數據結構的設計思想，本書中的哈希紅黑樹和哈希AVL樹的設計就是復合數據結構設計的典范，而動態等尺寸內存管理算法則是動態數據結構設計的代表。傳統的垃圾收集算法在進行垃圾內存收集時應用程序會被停住，本書提供的算法在進行垃圾內存收集時不影響應用程序的運行，并且可以在應用程序層使用，效率很高。本書中的實例也都是選用比較熱門的商業應用如搜索引擎、短信息系統、抗DoS攻擊，WebServer等。
為了使更多的人能看懂此書，本書代碼基本都使用C語言來實現，只有少數代碼使用C++實現，因此具有C語言基礎知識就可以閱讀本書，本書的代碼也很容易改寫成C++，喜歡使用C++的朋友可以按照光盤中的版權申明要求將本書代碼改成用C++實現，本書光盤附帶的代碼是可以免費使用和修改的。
本書最終得以完成有賴于許多人的幫助。首先感謝我的妻子和兩歲多的兒子，在忘我投入寫作的無數個周末和假日，兒子也漸漸地從襁褓長大到能四處探險。在寫作過程中，他雖經常給我搗亂，但也給我帶來很多歡樂，他的成長也伴隨了這本書的成型。為了使我能完成自己的宿愿，妻子放棄了自己的工作，默默承擔起照顧孩子和家庭的重擔，有時還要幫我作一些書稿的錄入工作。
感謝華中科技大學出版社對此書的重視，感謝編輯王紅梅和劉勤老師等人，他們的工作大大改善了本書的質量。
感謝最初引導我進入軟件行業的鄧耀斌、唐玉天兩人。感謝當年在 Santa Cruz 一起工作過的Neil Readshaw，九年前正是在他的指導和幫助下，我對多任務下的數據結構和算法的理解有了較大的飛躍。
本書的寫作過程中參考了國內外許多有關數據結構與算法方面的文獻，在此，我謹向那些卓有建樹的專家、學者致以誠摯的感謝！本書的寫作還得到了許多朋友的幫助和鼓勵，溫野、唐文寧、羅巍等人幫助校對過部分章節的內容，并給出了很好的改進建議。一些朋友多年來持續給予了我鼓勵和幫助，包括章俊良、鄧耀斌、張莉、洪建明等，章俊良博士還幫我查閱過關于哈密頓圈算法的一些論文資料，還有很多人請恕我在這里不能把他們一一列出，在此對他們一并表示感謝！
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