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出版者:朝华

作者:刘敏

出品人:

页数:363

译者:

出版时间:2006-7

价格:19.80元

装帧:

isbn号码:9787505416369

丛书系列:

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编程语言与算法基础：面向未来的计算思维训练 一、图书定位与核心价值 本书旨在为初学者构建扎实的计算机科学基础，深入浅出地讲解编程的核心概念、经典算法以及面向对象的设计思想。它不仅仅是一本教授特定编程语言语法的教材，更是一本培养计算思维、解决复杂问题能力的实战指南。在信息技术飞速发展的今天，掌握编程已成为一种必备的“新读写能力”。本书通过严谨的理论阐述与丰富的实践案例相结合的方式，帮助读者实现从“使用者”到“创造者”的转变。 二、目标读者群体 本书面向对计算机科学充满好奇心、希望系统学习编程基础的初学者、跨专业希望掌握编程技能的在校学生、以及希望巩固基础、提升工程能力的软件行业初级从业人员。无需任何预设的编程经验，只要具备基本的逻辑推理能力和学习热情，即可有效利用本书进行学习。 三、内容结构与深度解析 全书共分为七大部分，循序渐进，层层深入： 第一部分：计算思维的启蒙与基础 本部分聚焦于建立正确的编程观念。我们将首先探讨什么是计算思维（Computational Thinking），它如何帮助我们分解复杂问题、识别模式、进行抽象化和设计精确的指令集。 1.1 计算机科学导论： 简述计算机的发展历程、冯·诺依曼体系结构的核心组成，以及程序、数据、指令三要素的关系。 1.2 编程范式初探： 简要介绍过程式编程、声明式编程和面向对象编程（OOP）的基本思想差异，为后续深入学习打下概念基础。 1.3 开发环境搭建与首个程序： 详细指导如何设置主流的集成开发环境（IDE），并以经典的“Hello, World!”程序为例，讲解源代码的编辑、编译/解释、运行流程。 第二部分：核心数据结构与控制流 本部分是学习任何编程语言的基石。我们侧重于数据的存储、操作以及程序执行路径的控制。 2.1 基本数据类型与变量管理： 深入讲解整数、浮点数、布尔值和字符类型在内存中的表示方式（如补码原理），以及常量与变量的声明、命名规范和作用域问题。 2.2 流程控制结构详解： 详尽分析顺序结构、选择结构（if-else, switch-case）和循环结构（for, while, do-while）的逻辑判断机制。特别强调如何避免“死循环”和优化条件分支。 2.3 复合数据结构初探： 介绍数组（Array）作为同构数据集合的特性，讲解一维数组和多维数组的内存布局及索引机制。 第三部分：模块化编程与函数设计 为了应对日益复杂的程序，模块化和函数（方法）的使用至关重要。本部分着重于代码的复用性和可读性。 3.1 函数的定义与调用机制： 讲解函数的构成要素（签名、返回值、参数列表），以及函数在调用栈（Call Stack）中的压栈与出栈过程。 3.2 参数传递的深入理解： 详细区分值传递（Pass by Value）和引用传递（Pass by Reference）在不同场景下的实际效果和潜在风险，这是初学者容易混淆的关键点。 3.3 递归：优雅的解决方案： 介绍递归的定义、基准情况（Base Case）和递推关系，并通过斐波那契数列、阶乘等经典案例展示递归的强大能力，同时分析其与迭代的效率权衡。 第四部分：面向对象编程（OOP）的基石 本部分引入现代软件工程的核心范式——面向对象编程。 4.1 类（Class）与对象（Object）： 将类定义为对象的蓝图，对象定义为类的实例。讲解如何封装数据（属性）和行为（方法）到类中。 4.2 OOP三大特性详解： 封装（Encapsulation）： 通过访问修饰符（Public, Private, Protected）控制外部对内部数据的访问权限，保障数据安全。 继承（Inheritance）： 讲解代码重用机制，父类与子类的关系，以及方法重写（Overriding）的概念。 多态（Polymorphism）： 阐述编译时多态（重载）和运行时多态（虚函数/动态绑定）的实现原理，这是理解面向对象灵活性的关键。 第五部分：高级数据结构进阶 在本部分，我们将超越基础数组，探索能更高效处理特定类型问题的结构。 5.1 链表（Linked List）： 讲解单向链表、双向链表的结构，以及它们在插入和删除操作上相对于数组的优势与劣势。 5.2 栈（Stack）与队列（Queue）： 分析这两种“受限访问”数据结构的 LIFO（后进先出）和 FIFO（先进先出）特性，并给出实际应用场景（如表达式求值、广度优先搜索）。 5.3 树结构入门： 介绍树的基本术语（根、节点、叶子），重点讲解二叉树的遍历方法（前序、中序、后序）。 第六部分：基础算法与效率分析 算法是解决问题的蓝图，效率是衡量算法好坏的标准。 6.1 算法复杂度分析： 详细介绍大O表示法（Big O Notation），用于描述时间复杂度和空间复杂度，理解最优、最坏和平均情况。 6.2 排序算法精讲： 深入剖析冒泡排序、选择排序、插入排序（O(n²) 复杂度）的实现细节。随后，重点讲解更高效的归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的“分治法”思想（O(n log n) 复杂度）。 6.3 搜索算法： 讲解线性搜索与二分搜索的原理，并说明二分搜索对数据有序性的严格要求。 第七部分：文件操作与异常处理 本书最后一部分关注程序与外部世界的交互，以及健壮性（Robustness）的构建。 7.1 文件输入/输出（I/O）： 讲解如何打开、读取、写入和关闭文本文件与二进制文件，理解文件流（Stream）的概念。 7.2 异常处理机制： 介绍程序运行时可能遇到的错误类型（如除零错误、文件未找到），并使用 `try-catch-finally` 结构来优雅地捕获和处理这些异常，确保程序不会意外崩溃。 四、特色与教学方法 1. 语言无关的原理讲解： 书中大量使用伪代码（Pseudocode）来描述算法和概念，确保读者理解的是背后的逻辑，而非被特定语言的语法细节所限制。 2. “为什么”驱动学习： 强调“为什么需要这种结构”而非“如何使用这种结构”，引导读者思考现有方法的局限性，从而理解新概念诞生的必然性。 3. 实践检验模块： 每章末尾设置“代码实现挑战”，要求读者使用所学知识，在自己选择的编程语言环境中，独立完成一个小项目或算法的实现。 本书旨在为读者打下一个坚实、灵活的计算基础，使其能够自信地迈入更高级的软件开发领域。

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