程序设计基础

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出版者:人民邮电出版社 (2002年2月1日)
作者:林建民
出品人:
页数:255
译者:
出版时间:2002-2
价格:22.0
装帧:平装
isbn号码:9787115099259
丛书系列:
图书标签:
  • 程序设计
  • 编程入门
  • 计算机基础
  • 算法
  • 数据结构
  • C语言
  • Python
  • Java
  • 编程思想
  • 逻辑思维
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具体描述

《算法的奥秘与实践》 这是一本深入探索算法世界,并引导读者踏上代码实践之旅的指南。本书并非对“程序设计基础”概念的简单复述,而是聚焦于构建高效、优雅的程序解决方案的核心——算法。我们将从最基础的逻辑思维和问题分解入手,逐步剖析各种经典算法的原理、设计思路及其在实际场景中的应用。 核心内容概览: 算法思维的构建: 我们将从“是什么”和“为什么”开始,理解算法作为解决问题的蓝图的重要性。通过大量的实例,培养读者将现实世界的问题抽象化为计算机可理解的逻辑流程的能力。我们将探讨如何清晰地定义问题、识别关键因素、设计有效的步骤序列,以及评估解决方案的优劣。这部分内容将强调逻辑推理、模式识别和系统性思考,为后续深入学习算法打下坚实的基础。 数据结构与算法的协同: 算法的效率往往与其所依赖的数据结构紧密相关。本书将系统性地介绍各种基础和高级数据结构,包括但不限于: 线性结构: 数组、链表(单向、双向、循环)、栈、队列。我们将深入分析它们各自的特性、优缺点、以及在不同场景下的适用性。例如,在处理需要快速插入和删除的场景下,链表通常比数组更具优势;而在需要后进先出(LIFO)操作时,栈则是不二之选。 树形结构: 二叉树、二叉搜索树(BST)、平衡二叉搜索树(如AVL树、红黑树)、堆(最大堆、最小堆)、B树、B+树。我们将详细讲解这些结构的构成、遍历方式(前序、中序、后序、层序)、以及在排序、搜索、数据存储等方面的强大功能。平衡二叉搜索树的引入将带领读者认识如何通过结构优化来提升搜索和插入操作的效率,对抗最坏情况。 图结构: 邻接矩阵、邻接表表示法,以及图的遍历算法(DFS、BFS)。我们将探讨连通性、最短路径、最小生成树等图论中的核心问题,并介绍Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法、Prim算法、Kruskal算法等经典解决方案。 散列表(哈希表): 深入理解哈希函数的设计原则、冲突解决方法(如链地址法、开放地址法),以及散列表在快速查找、插入和删除操作中的卓越表现。 经典算法解析与实现: 在理解了数据结构的基础上,我们将逐一剖析各类重要的算法: 排序算法: 从简单的冒泡排序、插入排序、选择排序,到更高效的快速排序、归并排序、堆排序,以及计数排序、桶排序、基数排序等非比较排序。我们将详细讲解它们的实现细节、时间复杂度和空间复杂度分析,并对比它们的性能差异,帮助读者在不同数据规模和特性下选择最优的排序方法。 搜索算法: 除了基础的线性搜索,我们将重点讲解二分搜索(及其变种),以及在图结构中的深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)。 递归与分治策略: 学习如何运用递归思维解决复杂问题,并通过分治法(如归并排序、快速排序)将大问题分解为小问题,逐个击破。 动态规划(DP): 这是一个极其强大的算法设计范式,我们将从最简单的DP问题入手,如斐波那契数列、背包问题、最长公共子序列等,逐步深入理解状态定义、状态转移方程的建立,以及如何通过记忆化搜索或自底向上的方式实现DP。 贪心算法: 学习如何通过局部最优解的选取来期望获得全局最优解,并通过实例分析其适用性和局限性,如活动选择问题、霍夫曼编码等。 字符串匹配算法: 介绍朴素字符串匹配,并深入学习KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法,理解其如何利用预处理模式串来避免不必要的比较,显著提高匹配效率。 图算法进阶: 除了基础的图遍历,还将涉及拓扑排序、强连通分量、二分图判定等。 算法分析与优化: 复杂度分析: 掌握大O表示法(Big O Notation),能够准确评估算法的时间复杂度和空间复杂度,这是衡量算法效率的关键。本书将深入讲解如何通过分析算法执行的步骤数来推导出其复杂度。 算法优化技巧: 学习如何通过改进数据结构、调整算法逻辑、运用查找表(如前缀和、差分数组)等方法来优化算法性能,使其在处理大规模数据时依然保持高效。 实践与案例研究: 编程语言无关性: 本书的讲解和示例将尽量保持语言的通用性,聚焦于算法思想本身,便于读者将其应用于C, C++, Java, Python等任何主流编程语言。 实际问题驱动: 我们将选取一系列来自实际应用场景的问题,例如文件压缩、搜索引擎索引、路径规划、数据加密、社交网络分析等,展示如何运用本书介绍的算法和数据结构来解决这些问题。 编码实践建议: 提供清晰、可执行的代码示例,并分享良好的编码习惯,包括代码的可读性、模块化设计以及调试技巧。 学习目标: 阅读本书后,您将能够: 熟练掌握常见的算法设计范式和核心算法。 深刻理解数据结构与算法之间的内在联系,并能够灵活运用。 具备分析和评估算法性能的能力,并选择最优解决方案。 能够将抽象的算法思想转化为具体的、高效的计算机程序。 培养解决复杂计算问题的系统性思维和逻辑推理能力。 这本书不仅仅是知识的传递,更是一场思维的训练。它将引领您穿越算法的逻辑海洋,抵达高效编程的彼岸。准备好迎接挑战,释放您的编程潜能吧!

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目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名在编程领域摸爬滚打多年的开发者,我一直在寻找一本能够系统梳理编程思想、夯实基础的经典之作。终于,我在《程序设计基础》这本书中找到了我一直以来渴望的那种深度和广度。这本书的开篇就以一种非常吸引人的方式,将我带入了一个全新的编程世界。作者并没有上来就堆砌大量的概念和语法,而是通过一系列精心设计的案例,循序渐进地引导我理解程序是如何工作的,以及为什么我们要这样设计程序。我特别欣赏的是,书中对于“为什么”的解释总是那么到位。无论是数据结构的优劣选择,还是算法的效率考量,作者都能够清晰地阐述其背后的逻辑和权衡。例如,在讲解数组和链表时,作者不仅仅是展示它们各自的增删改查操作,而是深入剖析了它们在内存中的存储方式,以及这如何影响到不同操作的性能。这让我对“选择合适的数据结构”这一看似简单的原则有了更深刻的认识。

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《程序设计基础》在算法部分的处理方式也让我印象深刻。我一直认为算法是编程的灵魂,而这本书恰恰将这一点展现得淋漓尽致。作者并没有简单地罗列各种排序算法或查找算法,而是从问题的本质出发,引导读者一步步思考如何找到最优解。我对书中关于“时间复杂度”和“空间复杂度”的讲解尤为赞赏。作者用直观的图示和生动的比喻,将抽象的数学概念变得易于理解。例如,在讲解二分查找时,作者通过模拟搜索一本厚厚的字典,让我清晰地看到了对数时间复杂度的优势。这不仅仅是理论知识的灌输,更是对解决实际问题的策略的培养,让我明白在面对不同的问题时,应该如何选择合适的算法来提高效率。

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《程序设计基础》的语言风格非常亲切,就像一位经验丰富的老师在耐心地指导你。作者善于运用类比和比喻,将一些原本抽象晦涩的计算机科学概念变得生动有趣。我记得在讲解“内存管理”时,作者将内存比作一个大仓库,变量和数据就像仓库里的货物,而指针则像是仓库管理员手中的钥匙,可以准确地找到并操作货物。这样的描述让我一下子就明白了内存地址、指针和变量之间的关系,避免了许多初学者在理解这一概念时的困惑。这种润物细无声的教学方式,让我能够全身心地投入到学习中,而不是被枯燥的理论所劝退。

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我非常欣赏《程序设计基础》中关于“模块化”和“组件化”的讨论。在处理大型项目时,将代码分解成独立的模块或组件,能够极大地提高开发效率和代码的可维护性。作者通过实际的例子,演示了如何将一个复杂的功能分解成更小的、可复用的单元,以及如何通过接口将这些单元有效地组合起来。这种“分而治之”的思想,让我看到了解决复杂工程问题的智慧。它不仅在编程领域适用,在很多其他领域也同样具有指导意义。这本书让我开始从更高层次的视角来审视程序设计,思考如何构建出更加灵活、可扩展的系统。

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《程序设计基础》在代码风格和编程规范方面的内容,也为我树立了正确的编程观念。我过去在编写代码时,往往只注重功能的实现,而忽略了代码的可读性和可维护性。这本书的作者强调了“编写别人能够读懂的代码”的重要性,并提供了一系列实用的建议,例如如何命名变量、如何编写注释、如何组织代码结构等等。这些规范看似简单,但却能够极大地提升团队协作的效率,并为日后的代码维护节省大量的时间和精力。我开始意识到,一个优秀的程序员不仅仅是能够写出能工作的代码,更是能够写出高质量、易于理解和维护的代码。

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读完《程序设计基础》的第一个章节,我感觉自己仿佛经历了一场“洗礼”。我过去的一些编程习惯,很多都是在实践中摸索出来的,缺乏理论的支撑。这本书就像一把钥匙,为我解锁了许多之前感到模糊不清的概念。作者对“抽象”这一核心编程思想的阐述,更是让我醍醐灌顶。它不仅仅是一个技术术语,更是一种解决复杂问题的思维方式。书中通过生活中的例子,比如如何抽象出一个“汽车”的概念,包含颜色、型号、速度等属性,以及加速、刹车等行为,让我瞬间领会到了面向对象编程的精髓。这种将现实世界的问题映射到程序世界的技巧,让我看到了编程的强大之处,也让我对未来学习更复杂的编程语言和框架充满了信心。

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我尤其喜欢《程序设计基础》在调试和错误处理方面的章节。在实际编程过程中,调试往往是占据我们大部分时间的工作。这本书将调试视为一个侦探破案的过程,强调了逻辑分析和系统性的排查方法。作者列举了许多常见的程序错误,并分析了它们产生的原因和解决的思路。我最受启发的是关于“异常处理”的讲解。它让我意识到,一个健壮的程序不仅仅是能够正确运行,更重要的是它能够优雅地处理各种意外情况,避免程序崩溃。书中提供的多种异常处理模式,以及如何根据具体场景选择合适的处理方式,为我今后编写更加稳定可靠的程序打下了坚实的基础。

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这本书在数据结构方面的讲解,可以说是“麻雀虽小,五脏俱全”。尽管篇幅有限,作者却能够将最核心、最常用的数据结构讲解得面面俱到。从基础的数组、链表,到栈、队列,再到更复杂的树和图,每一个数据结构都配有清晰的图示和详细的解释。我尤其欣赏作者对这些数据结构在实际应用中的场景分析。例如,在讲解栈时,作者将其与函数调用栈、浏览器的后退功能联系起来,让我看到了数据结构并非只是理论上的存在,而是与我们的日常生活息息相关。这种将理论与实践紧密结合的方式,大大提升了我的学习兴趣和效果。

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总而言之,《程序设计基础》这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本编程思想的启蒙读物。它以一种非常系统、全面且易于理解的方式,为我描绘了程序设计的宏伟蓝图。从底层原理到高层架构,从算法思维到编程规范,这本书几乎涵盖了所有初学者需要掌握的核心知识。更重要的是,它教会了我如何去思考,如何去解决问题,如何去成为一名更优秀的程序员。我强烈推荐这本书给所有对编程感兴趣的朋友,无论你是刚刚踏入这个领域的新手,还是已经有一定经验的开发者,我相信你都能从中获益匪浅。

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《程序设计基础》在用户体验和人机交互方面的内容,虽然不是最核心的技术,但却为我打开了另一扇门。作者强调了程序不仅仅是给机器运行的,更是要给用户使用的。因此,如何设计出用户友好、易于操作的界面,以及如何处理用户输入,都是非常重要的环节。书中通过一些简单的交互设计原则,让我开始关注程序的“易用性”。这让我明白,一个成功的程序,除了技术上的精湛,更需要对用户的需求和体验有深刻的理解。这种全方位的视角,让我对“编程”的认知得到了升华。

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