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页数:308

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出版时间:2010-3

价格:32.00元

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isbn号码:9787111297376

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 编程
• 计算机科学
• 软件开发
• 入门
• 教材
• 基础
• 算法
• 面向对象
• 数据结构

《数字时代的艺术与逻辑：一窥计算机科学的宏伟殿堂》 这是一部旨在引领读者穿越复杂、迷人且至关重要的计算机科学核心概念的深度探险指南。它并非聚焦于某一特定编程语言的语法细节，而是致力于构建读者对计算思维、算法设计、数据结构精妙之处以及现代软件系统基石的深刻理解。 本书的创作初衷，是为那些渴望真正理解“计算机如何思考”的求知者提供一座坚实的知识桥梁。在这个日益被技术驱动的社会中，仅仅会使用软件工具已远远不够，理解其背后的逻辑和原理，才是掌握未来主动权的关键。 第一部分：计算思维的基石与逻辑的舞蹈 本部分将带领读者从最基础的层面出发，探讨计算的本质。我们首先将剖析“算法”这一核心概念，不仅仅将其视为解决问题的步骤序列，而是将其提升到一种数学与艺术的结合体。我们将详细分析各种经典的算法范式： 搜索与排序的艺术： 深入探讨二分查找（Binary Search）的效率奥秘，对比冒泡排序（Bubble Sort）、选择排序（Selection Sort）与更高效的快速排序（Quick Sort）和归并排序（Merge Sort）在时间复杂度和空间复杂度上的权衡。我们会用直观的图示和严谨的数学分析，揭示 $O(n^2)$ 与 $O(n log n)$ 之间天壤之别的实际意义。 递归的魔力与陷阱： 递归作为解决分治问题的强大工具，其简洁性令人着迷，但其潜在的栈溢出风险也需要审慎对待。我们将通过斐波那契数列、汉诺塔问题等经典案例，解析递归调用的执行栈模型，并引入尾递归优化（Tail Recursion Optimization）的概念。 计算的逻辑基础： 计算机科学的根基在于逻辑。本章会复习布尔代数（Boolean Algebra）如何映射到数字电路，并探讨命题逻辑与一阶逻辑在程序正确性验证中的初步应用。 第二部分：数据结构的精妙编排与组织 如果说算法是烹饪的“食谱”，那么数据结构就是食材的“储藏与组织方式”。高效的数据结构是实现高性能系统的先决条件。本部分将详尽阐述构建复杂信息系统的核心组件： 线性结构的演进： 从基础的数组（Array）和链表（Linked List）开始，我们会深入探讨单向、双向及循环链表的内存布局和操作开销。随后，我们将转向栈（Stack）和队列（Queue）的应用场景，例如表达式求值中的中缀转后缀以及广度优先搜索（BFS）的实现。 树形结构的层次与深度： 树结构是组织层级数据的自然形态。我们将详细解析二叉树（Binary Tree）的遍历方法（前序、中序、后序），并重点介绍二叉搜索树（BST）的插入、删除操作及其在最坏情况下的性能退化问题。为解决此问题，我们引入平衡树的概念，如红黑树（Red-Black Tree）和 AVL 树，探讨它们如何通过旋转操作来维持树的高度平衡，确保对数时间复杂度的查询效率。 图论的广阔疆域： 图结构是建模现实世界关系（如社交网络、地图导航）的终极工具。我们将学习如何使用邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List）来表示图。随后，我们将深入探讨图遍历算法：深度优先搜索（DFS）及其在拓扑排序、连通分量查找中的应用；以及 Dijkstra 算法和 A 算法在寻找最短路径问题上的区别与适用场景。 哈希表的效率奇迹： 哈希表（Hash Table）以其近乎 $O(1)$ 的平均查找时间著称。本章将聚焦于哈希函数的构造原则、冲突解决机制（如链地址法 Chaining 和开放寻址法 Open Addressing），以及加载因子（Load Factor）对性能的决定性影响。 第三部分：系统架构与软件工程的宏观视野 本书的第三部分将视角提升至单个程序之外，探讨如何构建健壮、可维护的大型软件系统。 内存管理的生命周期： 程序运行的物质基础是内存。我们将详细解析内存的四个主要区域（代码区、数据区、堆区、栈区）及其作用。对于动态内存分配，我们将讨论垃圾回收（Garbage Collection）的基本原理，对比标记-清除（Mark-and-Sweep）与引用计数（Reference Counting）等策略的优劣，帮助读者理解运行时环境如何管理资源。 并发与并行性的挑战： 现代计算离不开多核处理器的利用。本章将区分并发（Concurrency）与并行（Parallelism），探讨共享内存模型下的竞态条件（Race Condition）问题。我们将介绍互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）等同步原语，并讨论死锁（Deadlock）的预防、检测与恢复机制。 软件设计的原则与模式： 优秀的程序设计是工程实践的体现。我们将介绍面向对象设计（Object-Oriented Design）的核心原则——单一职责、开放/封闭、里氏替换等（SOLID）。同时，我们将引入设计模式（Design Patterns）的经典集合，例如工厂模式（Factory）、观察者模式（Observer）和单例模式（Singleton），展示它们如何解决软件设计中反复出现的问题，提高代码的复用性和可扩展性。 从代码到运行的旅程： 简要介绍编译原理的基础概念，包括词法分析、语法分析和代码生成的过程，让读者了解源代码是如何被转换成机器可执行指令的。 结语：超越语法，拥抱抽象 本书旨在提供一个跨越具体实现细节的、对计算机科学原理的全面概览。我们相信，理解了这些底层逻辑和高级组织结构，读者便能以更深刻的洞察力去学习任何新的编程语言或框架。它是一本关于“为什么”和“如何高效地”的参考书，而非“如何写出特定语句”的速查手册。通过对这些核心概念的深入钻研，读者将能自信地驾驭数字时代的复杂挑战，成为真正的计算思维的构建者。

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在错误处理和异常机制的讲解上，这本书的处理方式显得既不够彻底，又略显啰嗦。对于Java中的Checked Exception和Unchecked Exception的区别，作者花费了相当的篇幅进行了解释，这本是好事。然而，在示范如何处理这些异常时，书中大量使用了空的`catch`块，或者直接在最外层使用`e.printStackTrace()`就草草了事。这种处理方式在教学中是极其危险的，因为它直接鼓励了对程序运行中可能出现的关键错误进行“静默”处理，这在任何严肃的生产环境中都是不可接受的。一个真正优秀的“程序设计”指南，应该着重强调“故障预防”和“清晰的错误传播路径”的重要性，而不是仅仅教你如何捕获异常。我期待看到的是关于自定义异常的设计、异常链的构建，以及在分层架构中如何恰当地向上抛出或转换异常的深入探讨。但本书在这方面只是蜻蜓点水，满足于表面上的“程序不崩溃”而已，这对于培养严谨的软件工程师思维是远远不够的。读完这部分内容，我感到自己仿佛在学习如何用最原始的工具生火，而没有被告知如何建立一个现代化的消防安全系统。

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这本书的“实战”章节，老实说，是最大的槽点。为了凑够页数和所谓的“应用”深度，作者塞入了大量看似庞大实则空洞的项目示例。我尝试跟着书中的步骤搭建了一个“学生信息管理系统”，结果发现，这个系统的复杂度完全建立在对GUI组件的简单拖拽和对数据库连接的简单封装上，完全没有涉及任何现代Java开发中不可或缺的技术栈。比如，对于现代Web应用的核心——Spring框架的任何基本概念，如依赖注入（DI）的本质，书中只是一笔带过，将其视为一个需要被“记住”的库函数，而非一种设计哲学。此外，代码风格本身也存在问题。尽管它在初期强调了命名规范，但后续的示例代码中，出现了大量方法体过长、变量命名晦涩不清的情况，这无疑是在向初学者灌输一种不良的编程习惯。如果读者缺乏旁边的指导或一个经验丰富的导师来纠正这些“细节”，很容易将书中的不良实践内化为自己的习惯。技术更新迭代之快，使得对一个Java学习者而言，了解如何与主流框架（如Spring Boot或Jakarta EE）进行交互至关重要，而这本书在这方面的缺失，使得它在时效性和实用性上大打折扣，更像是一本停留在五年前技术视角的参考书。

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这本书，**《Java语言程序设计》**，拿到手的时候，我满心期待，毕竟这个名字听起来就直指核心，应该是本能让我迅速入门并深入理解Java这门语言的宝典。然而，读完前几章后，我的心情是相当复杂的。首先，从排版和装帧来看，这绝对是一本用心制作的教材，纸张的质量不错，字体清晰易读，这对于长时间阅读技术书籍来说是个加分项。但是，内容上，它似乎更倾向于对Java基础语法进行流水账式的罗列，比如数据类型、流程控制这些，虽然都是必需的知识点，但讲解的方式略显枯燥，缺乏那种能激发学习热情的“钩子”。举个例子，讲解到`for`循环时，书中给出的例子都是非常基础的计数和求和，对于一个已经接触过其他编程语言的读者来说，这种重复劳动耗费了宝贵的时间，并没有深入探讨循环结构在实际复杂场景中的优化和应用。我更希望看到一些更贴近工业实践的案例，哪怕只是一个稍微复杂一点的文本处理脚本，也能让人感到学习的价值。坦白说，如果一个纯粹的编程新手来看，可能很快就会因为知识点的堆砌而感到迷失，因为它似乎默认读者已经具备了一定的逻辑思维基础，但对Java特有的概念（比如JVM的工作原理、内存模型）的引入又显得过于仓促和概念化，没有提供足够的图示或深入的剖析来帮助消化。整体而言，它更像是一本详尽的“字典”，而不是一本“地图”，指引你探索Java世界的广阔风景。

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与其他业界公认的经典教材相比，这本书在“并发编程”这一Java皇冠上的明珠部分的阐述，可以说是平庸到了极致。并发和多线程是Java复杂性的主要来源，也是其强大性能的基石。这本书对`Thread`类的创建和启动，以及`Runnable`接口的使用进行了基础介绍，但当话题转向更现代、更安全的并发工具时，比如`java.util.concurrent`包中的`ExecutorService`、`Future`、`CompletableFuture`等高级抽象时，内容便戛然而止，或者只是象征性地列出了一些类的名称，却缺乏对它们背后并发模型（如线程池的复用机制、任务调度策略）的剖析。更不用说对内存模型（JMM）的介绍，那部分几乎是空白，这使得读者无法理解为什么在多线程环境下，需要`volatile`关键字，或者`synchronized`锁的真正语义是什么。一个侧重于“设计”的书籍，如果不深入讲解如何安全、高效地管理共享资源，那么它在核心竞争力上就输了。结果是，我读完这部分后，对于如何构建一个高性能、无死锁的并发应用，依然感到一片迷茫，这本书在最能体现Java深度的领域，选择了回避，这无疑是一个巨大的遗憾。

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我对这本号称“程序设计”的书籍，其侧重点的偏颇感到一丝不解。阅读过程中，我花了大量的篇幅去理解那些面向对象（OOP）的基石概念——封装、继承、多态。理论部分讲解得中规中矩，没有太大的失误，但关键的“设计”环节却显得力不从心。书里似乎将“程序设计”等同于“代码实现”，过分强调了如何写出能跑起来的Syntax，而忽视了如何写出“优雅且可维护”的代码。例如，在讲解接口（Interface）和抽象类（Abstract Class）的区别时，虽然文字上区分了它们的使用场景，但对于如何基于业务需求做出最优选择，书中几乎没有提供任何决策树或思维框架。这对于希望从“码农”蜕变为“工程师”的读者来说，是一个巨大的信息缺失。真正好的设计类书籍，会通过一系列的重构案例，展示一个糟糕的设计是如何一步步演变成一个健壮的架构的。而这本书给我的感觉是，它提供了砖块（语法和API），但没有提供蓝图（设计模式和架构思想）。读完后，我感觉自己掌握了如何使用Java的工具箱，但对于如何根据不同的项目需求，合理地运用这些工具来搭建稳定结构的能力，依然感到非常模糊，这与书名所承诺的“程序设计”理念相去甚远，更像是一本高阶的“语法参考手册”的变种。

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