Logic and Structured Design for Computer Programmers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Course Technology

作者:Harold J. Rood

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-12-26

价格:USD 99.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780534373863

丛书系列:

图书标签:

• 程序设计
• 逻辑
• 结构化设计
• 算法
• 计算机科学
• 编程基础
• 数据结构
• 问题解决
• 软件工程
• 流程图

编程思维与系统构建：深入浅出 本书旨在为初入编程领域或希望系统梳理其核心思维的读者提供一套全面而实用的指导。我们不侧重于特定编程语言的语法细节，而是聚焦于构建高效、可靠、可维护软件系统的底层逻辑和结构化方法。全书围绕“如何像计算机科学家一样思考”这一核心目标展开。 第一部分：逻辑的基石——计算思维的建立 本部分是全书的理论基础，旨在帮助读者建立起清晰、严谨的计算思维框架。 第一章：问题的分解与抽象 软件开发的本质是对现实世界问题的数字化建模。本章将深入探讨如何将一个复杂、模糊的现实问题拆解为一系列可管理的、明确定义的子任务。我们将介绍核心概念——“抽象层次（Abstraction Levels）”，强调在不同开发阶段需要关注的不同细节粒度。通过大量的案例分析，例如交通流量控制、库存管理系统的简化模型，读者将学会识别问题的核心要素，并忽略不必要的干扰信息。重点讨论自顶向下（Top-Down）和自底向上（Bottom-Up）两种主要的分解策略，以及它们在不同场景下的适用性。 第二章：算法思维与效率的初步考量 逻辑的实现依赖于算法。本章将超越简单的排序和搜索，重点探讨构建有效算法的思维过程。我们将引入不变量（Invariants）的概念——在循环或递归过程中始终保持为真的条件，这是确保算法正确性的关键。虽然不会涉及复杂的数学证明，但会用直观的方式解释为什么某些步骤是必需的。此外，本章将首次引入计算复杂度（Computational Complexity）的直观理解，例如“线性增长”与“指数增长”在实际应用中的巨大差异，从而引导读者在设计初期就考虑解决方案的效率潜力。 第三章：数据结构的选择与映射 数据是程序的血液，结构决定了处理的效率。本章侧重于理解不同数据结构背后的设计哲学及其适用场景。我们将详细剖析数组、链表、栈、队列、树（尤其是二叉搜索树）和哈希表的内在工作原理，以及它们在内存中的物理布局如何影响操作的性能。关键在于建立“数据结构-操作需求”的映射关系：何时需要快速查找（倾向于哈希或平衡树），何时需要维护顺序（倾向于链表或数组），以及何时需要层次化表示（倾向于树）。我们将用实际案例展示，一个错误的数据结构选择如何拖垮一个原本逻辑清晰的算法。 第二部分：结构化设计——构建稳固的蓝图 软件系统的可维护性、可扩展性和团队协作能力，都取决于其设计结构。本部分将从宏观层面指导读者如何组织代码和模块。 第四章：模块化与职责分离的艺术 本章强调将系统视为一组相互协作的独立功能单元。我们将讨论高内聚（High Cohesion）和低耦合（Low Coupling）这两个核心设计原则的实践意义。内聚性指导我们如何将功能紧密相关的内容封装在一起，而低耦合则确保一个模块的改动不会对其他模块造成连锁反应。我们将引入接口（Interface）作为模块间通信的契约，并分析如何通过定义清晰的边界来简化复杂的系统集成。 第五章：流程控制的清晰化与避免陷阱 结构化编程的范式在现代编程中依然至关重要。本章将专注于如何设计清晰、易于追踪的控制流。我们将详细审视复杂的嵌套结构、过多的条件分支（`if-else if-else` 链）可能带来的维护噩梦。重点介绍使用卫语句（Guard Clauses）、策略模式（Strategy Pattern，概念性介绍）以及如何通过函数分解来“压平”控制流，使得程序的执行路径一目了然。本章也会探讨递归与迭代的权衡，以及在何种情况下应该坚持使用哪一种。 第六章：错误处理与健壮性设计 一个健壮的系统不仅要能完成预期的任务，更要在遇到意外情况时优雅地降级或恢复。本章专注于如何预见失败。我们将讨论防御性编程（Defensive Programming）的实践，包括输入验证、边界条件检查以及资源管理（如文件句柄和网络连接的释放）。重点分析如何设计有效的错误报告机制，确保问题发生时，开发者能够迅速定位到“哪里错了”以及“为什么错了”，而不是仅仅知道“出错了”。 第三部分：从逻辑到实现——代码的工程化实践 本部分将理论与实践相结合，讨论如何将清晰的逻辑和结构转化为高质量的、易于团队协作的代码。 第七章：命名规范与表达性代码 代码即文档。本章探讨了命名在传达意图方面的重要性。我们将分析变量、函数和类命名时应遵循的原则，如避免缩写、保持一致性以及使用具有描述性的动词和名词。重点讨论如何通过精妙的命名来减少对额外注释的依赖，从而提高代码的自解释能力。 第八章：代码的重构与清晰化 软件是不断演进的有机体。本章介绍重构（Refactoring）的思维模式——在不改变外部行为的前提下改进内部结构。我们将讨论识别“坏味道（Code Smells）”的方法，例如冗余代码、过长的函数、不必要的复杂性等。通过一系列小步快跑的重构技巧，读者将学会如何系统性地清理和优化现有代码库，以适应新的需求，同时保持系统的稳定性。 第九章：测试的逻辑视角 本章从设计的角度看待测试。测试不仅仅是验证功能，更是验证设计是否满足预期的行为契约。我们将介绍单元测试（Unit Testing）的核心思想，即如何围绕最小可测试单元进行设计。重点强调边界条件的测试和异常路径的模拟，这些往往是逻辑漏洞最容易隐藏的地方。通过确保每个模块的逻辑都能被独立、可靠地验证，从而建立对整个系统稳定性的信心。 结语：持续改进的回路 本书提供了一套通用的、跨语言的思维工具箱。真正的编程艺术在于将这些逻辑和结构化的思维内化，并形成一个持续反馈和改进的工程习惯。本书鼓励读者在每次解决问题后，反思自己的分解方式、结构选择和实现效率，从而不断精进其构建复杂系统的能力。

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