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出版者:天津大学出版社

作者:胡建平

出品人:

页数:197

译者:

出版时间:2005-8

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787561821725

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 学习指导
• 入门
• 教学
• 编程
• 教材
• 计算机
• 基础
• 算法

好的，这是一份图书简介，内容不涉及《C语言程序设计学习指导书》本身，力求详细自然： --- 《数字时代的思维构建：算法、逻辑与数据结构解析》 一、 导言：信息洪流中的定向罗盘 我们正身处于一个前所未有的信息爆炸时代。智能手机、物联网、云计算，每一个名词背后都隐藏着复杂的计算逻辑与高效的数据组织方式。然而，技术的表象之下，真正驱动这一切的是严谨的思维模式和对基础原理的深刻理解。本书《数字时代的思维构建：算法、逻辑与数据结构解析》并非聚焦于某一特定编程语言的语法操作，而是致力于为读者打下坚实的“计算思维”基石。它旨在揭示隐藏在软件工程、人工智能乃至日常决策背后的核心逻辑结构，帮助读者从“使用者”转变为“构建者”。 本书的定位是理论与实践的桥梁，它不教授如何快速敲出代码，而是深入探讨“为什么这样写才能运行得更高效、更稳定”。我们相信，掌握了底层的逻辑和数据组织的艺术，任何新的编程语言或技术框架都不过是实现特定目标的工具而已。 二、 第一篇：逻辑的基石——计算的本质与布尔代数 本篇旨在重塑读者对“逻辑”的理解，将其从哲学的范畴拉入严谨的工程领域。计算的本质，归根结底是对信息的精确操作和推理。 1.1 信息的量化与编码： 我们首先探讨信息如何在物理世界中被抽象为可处理的符号。从香农的信息论基础出发，解析二进制系统的必然性与优越性。这部分内容将细致分析数字信号的产生、传输中的噪声抑制，以及定点与浮点数表示法在精度与范围上的内在权衡。理解数据在内存中的真实形态，是后续所有复杂操作的前提。 1.2 命题演算与谓词逻辑： 逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）是硬件电路的基石，也是软件流程控制的灵魂。我们详细剖析了德摩根定律、分配律等布尔代数的核心法则，并展示如何利用这些法则对复杂的条件语句进行简化和优化。更进一步，本书引入了谓词逻辑，解释如何通过量词（全称 $forall$ 和存在 $exists$）来构建精确的陈述，这对于数据库查询优化和形式化验证至关重要。 1.3 状态机模型与流程控制： 有限状态机（FSM）是描述系统行为的最基本模型。本节将 FSM 的概念与软件中的分支结构、循环结构进行深度关联。通过解析电梯控制、交通信号灯模拟等经典案例，读者将清晰认识到程序的每一步执行路径是如何由输入、当前状态和转换规则决定的。 三、 第二篇：效率的艺术——算法分析与设计范式 算法是解决问题的具体步骤集合，而分析算法的效率则是工程实践中不可或缺的能力。本篇将重点放在如何科学地评估和设计高效的求解方案。 2.1 算法复杂度理论入门： 我们引入大O表示法（$O$）、欧米伽表示法（$Omega$）和西塔表示法（$Theta$）来描述算法性能的渐进界限。重点解析线性时间复杂度 $O(n)$、对数线性 $O(nlog n)$、平方时间 $O(n^2)$ 以及指数时间 $O(2^n)$ 在实际应用中的成本差异。通过对不同规模输入下操作次数的对比，建立起对“效率”的量化认知。 2.2 递归与分治策略： 递归是描述许多自然现象和数学问题的强大工具。本章详细解析递归的基线条件、递推关系，并引入主定理（Master Theorem）来分析分治算法（如归并排序、快速排序）的复杂度。理解递归的本质，能有效避免栈溢出等常见问题。 2.3 贪婪算法与动态规划的辩证： 贪婪算法以局部最优解期望达到全局最优，而动态规划则通过存储子问题的解来避免重复计算，确保全局最优。本书将通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，引导读者区分何时应采用何种策略，并深入探讨动态规划中的“最优子结构”和“重叠子问题”这两个核心特性。 2.4 图论基础及其应用： 图作为表示实体间复杂关系的模型，在网络分析、路径规划、依赖管理中无处不在。本篇将系统介绍图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并深入探讨广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的应用场景，以及 Dijkstra 算法、最小生成树（MST）算法的原理与实现考量。 四、 第三篇：组织的智慧——核心数据结构的精妙构建 数据结构是组织和管理数据的蓝图。不恰当的数据结构选择，即使算法再精妙，也可能导致系统性能的灾难性后果。本篇专注于构建、存储和检索数据的各种高效模型。 3.1 线性结构的精进： 除了基础的数组与链表，我们深入探讨了栈与队列的抽象数据类型及其在表达式求值、任务调度中的应用。特别关注双向链表和循环链表的内存管理特性及其在缓存系统设计中的价值。 3.2 树形结构的层次之美： 树结构是处理层次关系和实现高效查找的关键。本章从二叉树出发，解析二叉查找树（BST）的原理与 $O(log n)$ 查找效率的来源。更重要的是，我们将详细剖析平衡二叉树（如 AVL 树和红黑树）如何通过旋转操作维护高度平衡，确保在动态插入和删除操作中依然保持高性能。此外，堆（Heap）结构作为优先队列的实现方式，其在排序和图算法中的关键作用也将被详述。 3.3 散列技术与冲突解决： 散列表（Hash Table）是现代编程中实现近乎 $O(1)$ 查找的核心。本篇将讲解哈希函数的构造原则，如何选择合适的散列函数以降低冲突率。同时，详细对比链地址法和开放寻址法（线性探测、二次探测）在空间效率和性能上的差异及适用场景。 3.4 集合、映射与高级抽象： 最后，本书将讨论集合（Set）和映射（Map）这些高级抽象的底层实现往往依赖于树或散列表。通过对这些抽象的解构，读者将能更深刻地理解标准库中对应数据结构的选择逻辑，从而做出更明智的工程决策。 五、 结语：迈向更深层次的计算探索 《数字时代的思维构建：算法、逻辑与数据结构解析》力求提供一个全面、深入且注重原理的视角。掌握这些核心概念，读者将不仅能更清晰地理解现有系统的运作机制，更能具备驾驭复杂计算问题的能力。本书是为所有希望在信息技术领域构建坚实基础，追求卓越代码质量和系统效率的思考者准备的。学习的旅程永无止境，而坚实的逻辑与高效的结构，正是通往未来技术前沿的必备行囊。 ---

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这本书在处理“C语言的哲学”这个层面，做得比我预期的要深刻许多。它不仅仅停留在教你如何写出能运行的代码，更在潜移默化中培养你对内存效率和系统资源管理的敏感性。作者反复强调C语言的“贴近硬件”特性，并以此为出发点去解释为什么某些看似简单的操作，在C语言中需要手动进行管理。例如，在讲解结构体对齐（Structure Padding）的时候，作者没有仅仅给出一个对齐的规则表了事，而是深入分析了现代CPU缓存的工作原理，解释了为什么编译器会主动插入填充字节以优化访问速度。这种深入到“为什么”层面的探讨，极大地提升了我对代码性能的认知维度。读完后，我发现自己写代码的习惯都变了，会更主动地考虑数据在内存中的布局，并试图写出更“健壮”而非仅仅是“能跑”的代码。这对于任何想在底层或嵌入式领域深耕的人来说，是无价的学习体验。

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我过去尝试过几本C语言书籍，它们的通病是语言风格过于严肃刻板，读起来就像在啃一本冷冰冰的规范手册，很容易让人在半途就放弃。然而，这本书的行文风格却异常亲切，作者的“声音”仿佛就在你耳边低语，引导你一起探索C语言的奥秘。他的用词非常精准，但在解释难点时又会不自觉地流露出一种鼓励和理解。比如，当他谈到循环嵌套的复杂性时，他会用一句“别担心，这是所有程序员都会经历的迷宫”，这种人性化的表达瞬间拉近了与读者的距离。更重要的是，这本书的错误和陷阱警示做得非常到位。它不是等到你犯错后才告诉你“这里是错的”，而是在讲解相关概念的初始阶段，就预先指出了那些最容易导致段错误或逻辑错误的“雷区”，并提供了规避策略。这种前瞻性的指导，极大地减少了我调试代码时浪费的时间和挫败感。

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从工具链和编译器的集成使用上来说，这本书的处理方式也显得非常现代和实用。很多老旧的教材仍然沉溺于传统的IDE或手动的编译步骤，这对于习惯了现代开发环境的读者来说，学习曲线会平白增加许多阻力。这本书则非常务实地结合了当前主流的编译流程，清晰地解释了预处理、编译、汇编和链接这四个阶段各自扮演的角色。尤其值得称赞的是，它对`make`文件的基础概念进行了简要却有力的介绍，让读者能够理解如何组织一个包含多个源文件的中小型项目。这对我从单文件练习过渡到模块化编程是一个巨大的推动力。此外，作者在讲解标准库函数时，不仅给出了函数原型和功能描述，还贴心地附带了在不同操作系统环境下可能遇到的兼容性问题及解决方案，这体现了作者深厚的实践经验，让这本书不仅仅是一本理论参考，更像是一本实战手册。

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这本书的理论深度和实践广度做到了一个绝妙的平衡，不像有些入门书只停留在“Hello World”的表面，也不像某些进阶教材那样动辄就陷入晦涩的底层细节。它有一个非常巧妙的章节设置，每讲完一个核心知识点（比如结构体、文件I/O），紧接着就会有一系列的“小挑战”和“项目实战入口”。这些实战题目设计得非常贴合实际工作场景，它们不是那种为了测试知识点而生硬拼凑起来的例子，而是真正能让人感受到C语言强大能力的场景，比如简单的文本解析器或者一个基础的命令行工具骨架。我特别欣赏作者在引入数据结构时采用的循序渐进的方法，它没有直接丢给你复杂的链表或树的定义，而是先让你用数组实现一个基础的栈和队列，然后再自然而然地引出链表的必要性。这种基于“痛点驱动”的教学方式，极大地激发了我的学习动力，让我不再是被动地接受知识，而是主动地去寻找更优的解决方案。

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这本书的排版和设计真是让人眼前一亮，尤其是那些代码示例的呈现方式，清晰得简直是教科书级别的示范。很多编程书的代码块常常挤在一起，看着就头疼，但这本书显然在细节上下了功夫。比如，重要的概念和关键词都会用粗体或者不同的颜色标记出来，即便是初学者也能迅速抓住重点。而且，作者在解释复杂的指针操作或者内存管理时，并没有采用枯燥的文字堆砌，而是穿插了大量生动的比喻和流程图，这对于理解C语言中那些抽象的概念太有帮助了。我记得有一次我在学习动态内存分配时卡住了很久，换了好几本书来看，直到翻到这本书里关于`malloc`和`free`那几页，作者用一个“租房子”的比喻来阐释内存的申请和释放过程，瞬间就豁然开朗了。这种用读者视角出发的设计哲学，贯穿了整本书，让人感觉作者不是在“教”你知识，而是在“引导”你领悟编程的精髓。这种用心设计的阅读体验，绝对是市面上很多同类教材望尘莫及的。

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