问题

哪本《数据结构与算法》最好?

回答
要说哪本《数据结构与算法》“最好”,这就像问哪种乐器最动听一样,答案很大程度上取决于你的学习背景、目标以及偏好的学习方式。不过,有一些经典之作,经过了时间和无数学习者的检验,它们在内容深度、讲解清晰度以及实践指导性上都表现出色。

我会尽力从一个过来人的角度,结合我对这些书籍的理解,来帮你分析几本口碑极佳的书籍,让你能找到最适合自己的那本。

首先,我们得明确“好”的标准是什么:

内容的全面性与深度: 是否涵盖了核心的数据结构和算法,并且对它们的原理、复杂度分析、优缺点讲解透彻?
讲解的清晰度与易懂性: 作者是否能用生动、形象的语言解释复杂的概念?是否有足够的图示和例子来辅助理解?
语言的匹配度: 作者使用的编程语言是否你熟悉或感兴趣的?
实践指导性: 书中是否提供了代码实现、练习题,或者引导你去思考如何应用这些知识?
前瞻性: 虽然基础知识是永恒的,但好的书籍也会适当提及一些现代的、更高级的概念或应用。

考虑到这些,有几本书籍常常被提及,并且各有千秋:



1. 《算法导论》(Introduction to Algorithms, CLRS)

俗称: CLRS(作者姓氏的首字母缩写)。
为何经典: 这本书的地位毋庸置疑,它几乎是算法领域的“圣经”。它的目标是全面而深入地讲解算法的理论基础。
内容深度: 简直可以说是海量且深入。它覆盖了你能想到的几乎所有基础和中高级数据结构与算法,比如排序、图算法(包括Dijkstra、FloydWarshall、最小生成树等)、动态规划、字符串匹配、高级搜索树(AVL树、红黑树、B树)、图的表示与操作、计算几何等等。它对每个算法的分析都非常严谨,包括时间复杂度和空间复杂度的精确推导。
讲解方式: CLRS的讲解风格偏向于学术和严谨。它更像是一本参考书或者一本需要你认真研读的教科书。它的例子通常会比较抽象,数学推导非常多。
适合人群:
计算机科学专业学生: 特别是那些想打下坚实理论基础、深入理解算法背后数学原理的同学。
希望成为算法工程师/研究员的人: 如果你的目标是进行算法设计、优化或研究,那么CLRS是必读的。
有一定数学基础的学习者: 需要对数学概念(如求和、递归、概率论、组合数学等)有一定的接受度和理解能力。
语言: 主要为C/C++风格的伪代码,你可以很容易将其翻译成其他语言。
缺点:
劝退性强: 对于初学者来说,它可能显得过于晦涩和庞大,初次接触很容易感到压抑。
不适合直接上手写代码: 它更侧重于理论的严谨性,直接照搬代码实现可能需要额外的精力。
篇幅巨大: 对于只想快速掌握核心概念的学习者来说,这本书的量可能 overkill。



2. 《算法(第4版)》(Algorithms, 4th Edition by Robert Sedgewick and Kevin Wayne)

俗称: Sedgewick/Wayne。
为何经典: 这本书在理论与实践之间找到了一个绝佳的平衡点。它的讲解清晰、流畅,并且紧密结合Java语言的实际代码实现。
内容深度: 覆盖了绝大多数核心数据结构和算法,包括排序(插入排序、归并排序、快速排序、堆排序等)、搜索(二分查找、二叉查找树、平衡查找树、哈希表等)、图算法(深度优先、广度优先、最短路径、最小生成树)、字符串算法等。虽然不如CLRS那样追求极致的数学严谨性,但它的讲解更加直观,让你能快速理解算法的逻辑和应用。
讲解方式: Sedgewick和Wayne的讲解风格非常清晰、有条理。他们会从最基础的概念讲起,通过大量精美的图示来帮助你理解数据结构的变化过程和算法的执行流程。并且,每讲完一个概念,都会提供配套的可以直接运行的Java代码实现。
适合人群:
希望快速入门并实践的开发者: 如果你熟悉Java(或者愿意学习Java),这本书是你上手的好伙伴。
大学计算机专业学生: 许多大学将其作为教材或推荐读物。
需要为项目选择合适数据结构和算法的工程师: 书中会讨论不同算法的实际性能和适用场景。
语言: Java。代码质量很高,可以直接拿来学习和参考。
缺点:
深度不如CLRS: 如果你的目标是进行算法理论研究,可能需要补充CLRS的内容。
侧重于Java: 如果你主要使用其他语言,需要将代码逻辑迁移。



3. 《图解数据结构与算法》(A CommonSense Guide to Data Structures and Algorithms)

作者: Aditya Bhargava
为何受欢迎: 这本书最大的特点是它的“图解”和“通俗易懂”。它旨在用最直观的方式,让完全没有编程背景的人也能理解数据结构和算法的核心思想。
内容深度: 覆盖了核心的几种数据结构(数组、链表、栈、队列、哈希表、树、图)和几种常见的算法(排序、搜索、图的遍历、动态规划等)。它不会深入探讨复杂的数学证明和优化技巧,而是聚焦于“为什么”和“如何用”。
讲解方式: 这本书最大的卖点就是它的图示。作者用大量简单的、富有想象力的插图来比喻和说明数据结构和算法的工作原理,比如用书本摞起来比喻栈,用火车车厢比喻链表。它的语言非常口语化,没有太多专业术语的堆砌。
适合人群:
编程初学者: 对编程概念完全不熟悉,但对数据结构和算法感兴趣的学习者。
非计算机专业但需要接触算法的人: 例如产品经理、数据分析师等。
需要快速建立直观理解的人: 在阅读更深入的书籍之前,可以先用它来建立概念框架。
语言: 提供了Python代码示例。
缺点:
深度有限: 难以满足深入研究或应对高难度面试的需求。
不适合进阶学习: 如果你已经掌握了基本概念,这本书可能过于浅显。



4. 《剑指Offer》系列(例如《剑指Offer:名企面试官精讲典型编程题》)

作者: 何海涛
为何必不可少(尤其在中国): 这本书更侧重于实际的编程面试题目。它不是一本纯粹的理论书籍,而是将数据结构和算法的知识点融入到一道道经典的面试题中。
内容深度: 围绕面试常见的问题展开,覆盖了数组、链表、字符串、栈、队列、树(二叉树、二叉搜索树)、图、排序、查找、动态规划、回溯等。它更注重解题思路的构建和代码的实现。
讲解方式: 以题目的形式呈现,每道题先给出题目描述,然后分析题目的考点,最后给出多种解法(包括最优解)和详细的代码实现。它会告诉你如何从题目中提取信息,如何选择合适的数据结构和算法,以及如何写出简洁高效的代码。
适合人群:
准备国内外IT公司面试的学生和在职人士: 这是准备技术面试的“圣经”。
希望通过大量练习巩固数据结构和算法知识的人: 实战练习是提升技能的有效途径。
语言: 提供多种语言(C++, Java, Python)的实现,方便不同背景的学习者。
缺点:
理论性不强: 它主要教你如何“解决问题”,但对算法背后原理的深入讲解相对较少,如果你想深入理解算法的数学模型,需要配合其他书籍。
过于侧重面试: 有时为了面试效率,可能会省略一些更优美或更普适的解法。



如何选择?我的建议:

1. 如果你是编程新手,目标是快速上手和建立直观理解:
首选:《图解数据结构与算法》。它能让你轻松跨过最初的门槛,建立对数据的基本认知。
作为补充: 在有了基本概念后,可以开始阅读 Sedgewick 的《算法》或者《剑指Offer》。

2. 如果你有一定编程基础(至少熟悉一门语言),并且想成为一名优秀的软件开发者:
首选:《算法(第4版)》。它提供了理论与实践的完美结合,用Java讲解,清晰易懂。
作为进阶/理论补充: 当你对算法有了初步了解后,可以阅读《算法导论》(CLRS)的特定章节,深入理解某些算法的严谨性。
面试准备: 同时,《剑指Offer》系列绝对是必备的,用来巩固知识、训练解题能力和熟悉面试流程。

3. 如果你是计算机科学专业的学生,或者你的目标是算法研究、机器学习/深度学习的底层优化等领域:
首选:《算法导论》(CLRS)。这是你打牢理论基础的必经之路,你需要投入大量的时间和精力去啃它。
辅助阅读: Sedgewick 的书可以作为理解和实践的补充,而《剑指Offer》则能帮助你将理论转化为实际的面试技巧。

总结来说,没有一本绝对“最好”的书,只有最适合你的书。

想打理论基础、做学术研究? —> CLRS
想学好用Java实践算法? —> Sedgewick/Wayne
想用最直观的方式入门? —> 《图解数据结构与算法》
想通过刷题搞定面试? —> 《剑指Offer》

很多时候,最好的学习方式是组合使用。比如,你可以先用《图解》建立兴趣和直观理解,然后用 Sedgewick 的书学习编程实现,再通过《剑指Offer》来磨练实战技巧,最后在遇到难题或想深入理解时,再去翻阅 CLRS。

最重要的一点是:开始行动! 找到你感兴趣的切入点,动手去实现、去思考、去练习,这才是真正掌握数据结构和算法的关键。

网友意见

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既然想要系统地掌握算法和数据结构,那自然是要看书,上课,和练习相结合。

三管齐下,缺一不可!

所以我从三个方面来讲一下。先是书籍推荐,再是网课选择,最后是练习平台。

只有转化成了你代码的算法和数据结构,才是掌握了的算法和数据结构!


先来看有哪些书籍推荐

书挺多,但经典的也就那么几本,而且我建议选定一本之后,看多遍。而不是看好几本书,每一本都走马观花过一下。

首先是算法方面算法和数据结构是计算机学习的基石。无论你学习计算机的任何方向,没有扎实的算法和数据结构,肯定学习起来就捉襟见肘了

我自己非常喜欢的普林斯顿算法红宝书 第四版,这本书是普林斯顿超级大神教授Robert Sedgewick的神作,该书还有配套的MOOC课程,以后有时间再写网课了。该书是特别棒的算法和数据结构的教程,全书提供Java的实现,而且大部分内容也放在了本书的配套网站上:algs4.cs.princeton.edu/ 本书的优点是会把算法详细的过程掰开揉碎地讲明白了。书里面有大量的配图,更不说配套网站上的ppt,简直就是艺术。一句话,1万分推荐。就一个缺点,没有讲动态规划(DP),所以我在下面也推荐一些涉及到DP的书籍。你认真读此书的话,会发现很多大公司的面试题就来自它的习题里面。

还有另外一本算法神作就是算法设计手册了。这一本则是把算法分类了,还提供了特别多适用的算法应用场景,让读者知其然,并知其所以然。这本书的数和图部分,还有递归回溯,是特别多人拍手称赞的地方,值得认真看三遍。这本书就讲了第一本里面遗憾缺失的DP。总之,这两本都是超级强推。

前Google大佬,Steve Yegge非常推荐的计算机书籍之一:

有时间的小伙伴,他的这篇博客很值得一读:steve-yegge.blogspot.com。 Google的Interview Guide,很多就出自这篇博客。

提到算法,肯定会提到算法圣经之算法导论,这本书是算法百科全书,优点是全,缺点是太全太厚,数学太多了。是很好的参考书,但不适合短期突击学习。感兴趣的读者可以挑战一下。

接下来的两本,可以当做是算法的课外读物,写得浅显易懂。刚开始学算法的小伙伴,可以先从他们着手,第一本其实是合集,叫Algorithms Illuminated分三个部分:基础,图算法和数据结构,贪心算法和DP。该合集页数比较短,但是看完之后,对算法的理解肯定会加深不少。

接下来就是算法图解了,语言风趣,有比较多的插图。入门很合适。

最后一本算法书,名字就叫算法(Algorithms),作者还提供免费的教程,我个人觉得对面试帮助很大。因为里面讲解算法的思路,有点以题目为导向的感觉,其中递归和DP部分,让我有醍醐灌顶之感。

可以通过下面的链接,直接官方下载PDF:


第二部分是数据结构,这里就推荐三本书,一本是Java,一本是Python。Java的就是鼎鼎大名的CS61B的课程推荐教程:Data Structures and Algorithms in Java。Python的也是一本畅销书:Problem Solving with Algorithms and Data Structures。

还有就是中文的《大话数据结构》,数据结构中文入门读物的不二选择。


再来看网络课程。

算法课程强推四门。

Again,选一个好好多学两遍,别都想学,没那么多时间,贪多嚼不烂。

网络课程的话,则是十二分强推UCB的CS61B。他们家的计算机系的CS61A,B,C课,简直制霸各种课程推荐列表。

  1. CS61B的官网在这里:inst.eecs.berkeley.edu/ 这门课以Java为主。

2. MIT的算法课,教程用的算法导论,也是强推的网课:youtube.com/watch? 这门算法则基本不涉及到语言层面,主要是算法层面,讲得很好。

3. 然后就是红宝书的网课以及配套官网:

algs4.cs.princeton.edu/

youtube.com/watch?

4. 斯坦福2018 Winter CS106B: Programming Abstractions,虽然从名字不太能看出来,但其实是用C++讲数据结构,想用C++的小伙伴不容错过,我看了一半了,特别有帮助,尤其是对递归和回溯的讲解,简直醍醐灌顶。

现在因为不可知的原因,Youtube上面已经下架这门课程,但更方便的是,咱们可以在B站直接看:

bilibili.com/video/av21


最后来说说练习平台

光学(看书)不练,算法和数据结构是学不会的。

所以推荐一些好的刷算法和数据结构平台,当然另一方面也是为了找工作面试做准备咯。

如果你在北美的话,初级程序员面试基本就是考察数据结构和算法,所以大家一定要勤加训练!

  1. LeetCode。
给大家送一个福利,LC慷慨给读者小伙伴们送出15% off (优惠24刀)的年费折扣了。不需要等到一年一度的感恩节,也能享受到不错的折扣。平时有需要的小伙伴,可以使用这个链接:LeetCode Premium 通过链接购买年费会员才能享受折扣。
LC的年费还是有很多好处的,可以按照频率刷题,看公司tag,还能看到不少问题的视频答案(新功能),锁住的题还有官方solutions等等。

这是现在刷题找工作最热门的网站了。

但LeetCode现在题目也太多了,一共1300+了,而且一直在增加!!!

全刷完没必要,也不高效,所以推荐看下面的回答:


2. Educative

他家最最出名的还是这门Grokking the System Design Interview, 但凡提到准备系统设计,这门课都上入门必推的:

还有这门算法课:

这门课程是一个算法总结提高的课程,它把算法面试中可能遇到的题分成了各种模式,每类题各个击破。


(如果你需要上面这些算法课程,那么你可以使用 awesome-developer 的折扣码获得网站所有课程的额外15%off!上面的折扣码针对单独购买所有课程有效。

如果想买订阅Subscriptions)的小伙伴,则可以用 0820-ZH93025 (必须一模一样输入)的coupon code来获取额外八折的优惠 按年和按月均适用,折扣码十月四号过期,有需要的小伙伴抓紧)。

过了十月四号就只能用 ZHIHUEDU-10 的九折优惠了,大家有需要的抓紧,还有不到两周!

比如有最经典的sliding window模式,Two pointers模式,快慢指针模式,合并intervals模式,cyclic sort模式,in-place翻转链表模式,树上的BFS,树上的DFS,双Heaps模式,subsets模式,二分法变种,Top K模式,多路模式(K-ways),0/1背包,拓扑排序。


对算法最有帮助的课程是:

专门针对数据结构的课程有:

C++:

JavaScript:

Java:

Python:

我上过其中的Java版本,课程是把数据结构里面的基础数据结构都用java实现了一遍,对于用java的同学特别有帮助,java的基础在刷题的过程中,还是要必须掌握的。

课程从复杂度开始讲起,Arrays,LinkedLists, Stacks/Queues, Graphs, Trees, Trie, Heaps, Hash Tables等数据结构,全都实现了一遍。而且还有配套的基础LeetCode题。是一个入门的很棒的教程。选择其他语言的话,内容应该也是差不多的。

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