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出版者:Prentice Hall

作者:Bell, Doug/ Parr, Mike

出品人:

页数:523

译者:

出版时间:

价格:104

装帧:Pap

isbn号码:9780131246188

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 编程
• 学生
• 入门
• 教程
• 计算机科学
• 软件开发
• 学习
• 教育
• 基础
• 代码

编程思维与实践：深入理解计算机科学核心概念 本书旨在为所有渴望构建坚实编程基础的初学者提供一个全面且深入的起点。我们相信，真正的编程能力源于对底层原理的深刻理解，而非仅仅停留在语法表面的堆砌。 本书摒弃了传统教材中常见的、只侧重于某一特定语言特性的教学方式，而是将核心放在“如何像计算机科学家一样思考”这一关键能力上。我们围绕计算机科学领域最基础、最核心的几个支柱展开，辅以大量的、易于理解的实际案例和动手实验，确保读者不仅知道“怎么做”，更明白“为什么这样做”。 第一部分：计算的基石——逻辑与数据结构 本部分是通往所有高级编程概念的必经之路。我们将从最基础的逻辑推理能力开始构建读者的思维框架。 第一章：数字世界的本质——二进制与布尔代数 我们首先探讨计算机如何看待世界——不是通过文字和图形，而是通过逻辑和电信号。本章深入解析二进制系统、十六进制表示法，以及它们在内存分配中的实际应用。核心内容包括： 位（Bit）和字节（Byte）的深度剖析： 理解数据在硬件层面的存储方式。 布尔逻辑的威力： 详细讲解与（AND）、或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）等基本逻辑门，并展示如何利用这些基本操作构建复杂的决策结构。 逻辑优化技巧： 如何利用逻辑定律简化布尔表达式，从而提高代码执行效率（例如，德摩根定律的应用）。 第二章：数据结构的艺术——组织信息的有效策略 数据结构是程序效率的灵魂。本章将系统地介绍几种最常用、最基础的数据结构，重点分析它们的优势、劣势以及在不同场景下的适用性。 线性结构详解： 数组（Array）的固定与灵活，链表（Linked List）的动态伸缩机制（单向、双向及循环链表）。我们将详细比较两者在插入、删除和随机访问上的时间复杂度差异。 栈（Stack）与队列（Queue）： 理解“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）的实际应用场景，例如函数调用栈的原理和任务调度的模拟。 树形结构入门（Tree Introduction）： 首次引入树的概念，重点讲解二叉树（Binary Tree）的基本遍历方法（前序、中序、后序），为后续学习图论打下基础。 性能度量： 介绍大 O 表示法（Big O Notation），提供直观的工具来评估不同数据结构操作的效率基准。 第二部分：控制流与算法思维 本部分专注于如何指导计算机执行一系列任务，即算法的设计与实现。我们强调算法不仅仅是数学公式，更是解决问题的具体步骤。 第三章：流程控制的精妙编排 本章侧重于如何精确地控制程序的执行路径，这是编写任何非平凡程序的基础。 顺序、选择与循环： 深入分析条件语句（if/else）和循环结构（for, while, do-while）的精确执行流程。 递归的艺术： 将复杂问题分解为自我相似子问题的强大技术。我们将通过经典的阶乘、斐波那契数列等例子，细致解析递归的执行栈，并讨论栈溢出（Stack Overflow）的预防。 函数/方法的抽象： 探讨过程抽象的重要性，学习如何设计具有清晰输入、输出和副作用（Side Effect）的模块化代码。 第四章：核心排序与搜索算法剖析 算法效率是衡量程序质量的关键指标。本章将详细“徒手实现”并分析几大经典算法。 基础排序算法的实现与对比： 包括冒泡排序（Bubble Sort）、选择排序（Selection Sort）和插入排序（Insertion Sort）。重点在于理解其时间复杂度随数据规模增长的变化趋势。 高效排序的引入： 介绍分治策略在排序中的应用，如归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的核心思想和实现细节。 搜索策略： 线性搜索与二分查找（Binary Search）的效率差异分析，强调数据预处理对搜索性能的关键影响。 第三部分：抽象与工程实践 在掌握了基础工具后，本部分引导读者从编写“能运行的代码”转向编写“可维护、可扩展的工程代码”。 第五章：模块化与代码组织 良好的代码组织是大型项目成功的保障。本章讨论如何通过组织代码来管理复杂性。 函数的职责单一原则： 强调每个函数只应做好一件事。 代码的重用与继承（概念层面）： 介绍如何通过函数封装和库引用来避免重复劳动，为未来接触面向对象思想打下铺垫。 错误处理的艺术： 不仅仅是捕获错误，更是优雅地响应和报告错误。介绍如何使用返回值或特定的错误机制来处理预期外的程序状态。 第六章：输入/输出（I/O）与程序交互 程序很少独立运行，它需要与外部世界进行信息交换。 基本 I/O 模型： 讲解程序如何读取用户输入（键盘）和输出结果（屏幕）。 文件操作基础： 介绍如何打开、读取、写入和关闭文本文件，理解流（Stream）的基本概念——数据在源和目标之间连续流动的方式。 数据格式的初探： 简要介绍文本数据（如逗号分隔值）在程序中如何被解析和生成。 结语：持续学习的路径图 本书的终点是读者的新起点。我们不会提供最终的“银弹”解决方案，而是教会读者如何利用所学的基本原理，去理解和掌握未来遇到的任何新技术和新工具。本书提供的是一套通用的、跨越具体技术栈的计算思维体系，这是构建任何强大软件系统的核心竞争力。通过对数据结构、算法效率和逻辑控制的透彻理解，读者将能够自信地迈入更复杂的编程领域。

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初次捧读这本书时，我对它抱持着一种既期待又有些许不安的心情。毕竟，市面上的Java教材琳琅满目，每一本都声称能将新手领进门，但真正能做到深入浅出，让枯燥的编程概念变得生动有趣，并且真正为后续的深入学习打下坚实基础的，却凤毛麟角。这本书的排版设计相当用心，不同于我之前看过的那些充斥着密密麻麻代码块的传统教材，它在视觉上给了读者一种更友好的体验。书中的插图和流程图的运用恰到好处，它们并非简单的装饰，而是真正起到了串联和解释复杂逻辑结构的作用。特别是对于面向对象编程（OOP）的核心概念，比如继承、多态这些初学者常感到困惑的地方，作者似乎花了大量精力去构思更贴近现实生活的比喻和案例，这极大地降低了理解的门槛。我记得有一章专门讲解了异常处理机制，它没有停留在简单的try-catch结构介绍上，而是探讨了构建健壮程序的哲学思考，这让我意识到编程不仅仅是写出能运行的代码，更是一种严谨的工程思维的培养。这种对细节的关注和对读者学习路径的体贴，使得阅读过程本身变成了一种享受，而非负担。

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这本书在对Java语言特性演进的阐述上，处理得极为成熟和克制。它清晰地划分了“核心不变”的基础部分和“持续迭代”的现代特性部分。对于像泛型、枚举、Lambda表达式这类提升开发效率的关键新特性，作者没有简单地将其堆砌在书的末尾当作“附录”草草了事，而是巧妙地将它们穿插到讲解传统概念的语境中去对比和优化。比如，在讲到集合框架时，就立刻引出泛型如何解决类型安全问题；在讲解回调函数时，自然过渡到Lambda表达式的简洁之美。这种对比式的教学，让人能深刻体会到语言设计者是如何一步步优化语言，以求达到更高效率和安全性的目标。这让我对Java这门语言本身产生了更深层次的尊重和理解，它不再是一个静态的语法集合，而是一个不断呼吸、不断成长的生态系统。这种对历史脉络和未来趋势的把握，使得这本书超越了单纯的“入门手册”，更像是一本对Java技术栈的入门级“宣言”。

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最让我印象深刻的是作者在全书贯穿的“调试与排错”的理念。在编程学习中，代码运行不起来是常态，而很多教材在代码示例成功运行后就戛然而止，留给读者的是面对错误日志时的无助。这本书却有一整章专门讨论如何使用IDE（集成开发环境）进行高效调试，包括断点设置、变量监视、调用栈追踪等一系列实战技巧。更进一步，它还提供了一系列“故意设计错误的练习”，要求读者必须自己去定位和修复这些错误，并解释错误的根本原因。这是一种非常积极的“反向教学”策略。通过这种方式，我学会了如何与编译器和运行时环境进行“对话”，而不是仅仅依赖书本上的标准答案。这种对“失败中学习”的重视，培养了一种宝贵的独立解决问题的能力，这是任何编程语言学习中都至关重要的软技能。这本书真正教会了我如何成为一个能够独立面对未知的、充满挑战的编程世界的学习者。

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阅读体验上，这本书在实战演练的设计上，展现出了一种与时俱进的务实态度。很多教材的示例代码，停留在计算斐波那契数列或简单的计算器层面，对于激发读者的热情帮助有限。而这本书的配套练习，却明显围绕着现代软件开发的常见场景进行构建。例如，它引导读者搭建一个轻量级的命令行工具来管理待办事项列表，或者模拟一个简单的库存管理系统。这些项目虽然规模不大，但它们完整地覆盖了数据结构的应用、文件I/O操作，以及模块化的概念。更重要的是，作者在每一步骤的讲解中，都穿插了对设计模式的初步介绍，并非照本宣科，而是将设计模式作为解决特定问题的“最佳实践工具”来呈现。这使得我对设计模式的理解不是空泛的理论，而是具有明确应用场景的实用技巧。这种“先遇到问题，再引入解决方案”的叙事方式，极大地增强了知识的可迁移性和实用性，让学习动力持续高涨，因为我总能看到我所学知识的即时反馈。

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这本书给我的整体感觉是，它似乎刻意避开了那些在初级阶段就急于展示高深或晦涩语法的倾向，而是选择了一条更为扎实的“地基优先”的教学路线。它没有急于展示Java 8的新特性或者复杂的并发编程模型，而是花了相当大的篇幅去夯实Java虚拟机（JVM）的工作原理以及内存模型的初步概念。坦白说，一开始我有点不耐烦，觉得这些底层的东西对于一个只想快速写出“Hello World”的初学者来说似乎过于沉重。然而，随着学习的深入，我才明白这种“慢热”的策略的精妙之处。当我在后续遇到一些性能瓶颈或者莫名其妙的运行时错误时，这本书中之前学到的关于栈、堆、垃圾回收机制的知识点，如同及时的指南针一样，帮助我快速定位问题所在。它教会的不是“怎么做”，而是“为什么这样做”。这种自底向上的知识构建方式，让我的知识体系更加稳固，而不是停留在“API调用工程师”的层面。对于那些希望未来能走得更远，从事底层优化或架构设计的人来说，这种思维方式的培养价值无可估量。

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