程序设计基础

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出版者:人民邮电出版社
作者:王载新
出品人:
页数:292000
译者:
出版时间:2000年6月1日
价格:26.0
装帧:平装
isbn号码:9787115085054
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
  • 面向对象
  • 编程思想
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具体描述

《程序设计基础:C语言》:高等学校计算机教材。

编程语言的奥秘与实践:从零构建你的数字世界 图书名称:深入理解计算机科学:核心概念与前沿应用 图书简介 在信息技术飞速发展的今天,计算机已渗透到我们生活的方方面面。然而,支撑起这个庞大数字世界的基石,是对计算机科学核心概念的深刻理解以及对复杂系统设计与实现的精湛能力。本书《深入理解计算机科学:核心概念与前沿应用》,正是为渴望构建、优化和创新数字系统的工程师、研究人员以及资深爱好者量身打造的深度指南。它摒弃了对单一编程语言语法的浅尝辄止,转而聚焦于那些支撑所有软件工程和系统架构的底层原理与高级思想。 第一部分:计算的本质与理论基石 本篇深入探讨了计算机科学的理论根源,这是理解任何现代编程范式和算法效率的起点。 1. 自动机理论与计算的可行性: 我们将从图灵机模型出发,解析计算的数学定义。重点探讨了有限自动机、下推自动机在编译器设计和形式语言处理中的实际作用。特别是对不可判定性问题的讨论,帮助读者建立对“计算的边界”清晰认知,从而在项目规划中避免陷入理论上的死胡同。我们会详尽分析布尔代数到逻辑门电路的映射,展示软件指令如何转化为物理世界的电信号,为理解硬件加速和底层优化打下坚实基础。 2. 算法设计与分析的进阶: 算法不再仅仅是排序和搜索。本部分侧重于高级算法范式的应用,如动态规划在资源调度和生物信息学中的深度应用,贪心策略的严格证明与适用边界。我们将用大量的案例剖析复杂度理论,包括随机化算法(如蒙特卡洛方法)的分析框架,以及NP完全性理论在现实世界问题(如旅行商问题优化)中的指导意义。如何评估一个算法的渐近行为,并将其转化为实际运行时间上的可预测性,是本章的核心目标。 3. 形式化方法与程序验证: 在追求软件可靠性的今天,证明程序行为的正确性至关重要。本书将引入模型检验(Model Checking)和定理证明(Theorem Proving)的技术。我们会使用时序逻辑 (Temporal Logic) 来精确描述并发系统的行为规范,并展示如何利用工具自动验证这些规范,尤其是在航空航天、金融交易等高风险领域。 第二部分:系统架构与底层实现 软件的性能和稳定性,最终取决于其运行的系统环境。本部分将目光投向操作系统、编译器和网络协议的深层结构。 4. 操作系统:资源管理的艺术: 深入内核空间,剖析现代操作系统的核心组件。我们不仅仅讨论进程和线程的区别,而是深入研究调度算法(如完全公平调度 CFS)的内在机制、内存管理中的虚拟内存如何通过地址转换(TLB缓存)实现隔离与加速。进程间通信(IPC)的性能权衡,特别是消息传递与共享内存模型的对比,将通过实际的内核调用序列进行解析。对于并发编程而言,对锁、信号量和原子操作的底层硬件支持(如CAS指令)的理解,是避免死锁和竞态条件的关键。 5. 编译器与运行时环境:从源码到机器码: 本章带领读者剖析编译器前端(词法分析、语法分析、语义分析)的设计,重点讲解抽象语法树(AST)的构建与遍历。更具挑战性的是后端优化,如常量折叠、循环展开和指令重排,这些优化如何直接影响最终代码的执行效率。同时,我们讨论垃圾回收(GC)机制的演进,从引用计数到分代和标记-清除算法,及其对程序延迟(Latency)的影响。 6. 分布式系统与网络通信协议栈: 在构建大规模服务时,网络成为了新的瓶颈。本书详细拆解TCP/IP协议栈,重点分析拥塞控制算法(如BBR)如何平衡网络吞吐量与延迟。对于分布式系统,我们将聚焦于一致性模型(如最终一致性与强一致性)和共识算法(如Paxos与Raft)。如何通过分布式事务机制(如两阶段提交)来保证数据完整性,以及如何利用CAP理论指导架构选型,是本章的实践核心。 第三部分:高级编程范式与工程实践 本篇侧重于如何利用抽象化工具和工程方法论来驾驭日益增长的软件复杂性。 7. 范式融合:函数式编程的严谨性: 深入探讨函数式编程的核心概念,如纯函数、不可变性、高阶函数和闭包。我们不会停留在理论层面,而是展示如何将这些概念融入面向对象或命令式语言中,以提高代码的可测试性和并行化潜力。特别是对Monad等高级抽象的解析,揭示其在管理副作用和顺序执行方面的强大能力。 8. 设计模式的深层哲学与反模式分析: 摒弃对“GoF模式”的机械罗列,本章探讨设计模式背后的设计原则(如依赖倒置、单一职责)。通过对大规模开源项目的代码审查,分析哪些模式在特定场景下是有效的“药方”,哪些则演变成了僵硬的“反模式”(Antipatterns)。重点剖析面向切面编程(AOP)在解耦日志、事务管理等横切关注点中的实际应用。 9. 性能工程与基准测试方法论: 性能优化是一个系统工程。本章教授如何使用火焰图、性能分析器(Profiler)来精准定位程序的热点区域。关键在于理解CPU缓存(L1/L2/L3)的层次结构、分支预测失败的开销,以及内存访问的局部性如何影响实际的指令周期。最后,我们将建立一套科学的基准测试(Benchmarking)流程,确保性能改进是可重复、可验证的。 本书旨在培养读者从底层硬件到顶层架构、从数学理论到工程实践的全景式理解能力,是构建下一代复杂计算系统的必备参考。

作者简介

目录信息

第一章 c语言概述
1.1 计算机语言
1.2 c语言的发展与特点
1.3 简单的c语言程序介绍
1.4 c语言程序的开发过程
1.4.1 在turbo c集成环境下运行 c程序
1.4.2 在unix操作系统下运行c程序的过程
本章小结
习题一
第二章 基本数据类型和表达式
2.1 保留字和标识符
2.2 基本数据类型
2.2.1 常量和变量的概念
2.2.2 整型变量及其输出
2.2.3 实型变量及其输出
2.2.4 整型常量和实型常量
2.2.5 字符常量和字符串常量
2.2.6 字符变量及其输出
2.2.7 变量的初始化
2.3 运算符和表达式
.2.3.1 表达式
2.3.2 算术运并符和算术表达式
2.3.3 算术表达式中数据类型的转换
2.3.4 赋值运算
2.3.5 标准库函数调用
2.3.6 增量运算将与增量表达式
2.3.7 关系运算待和关系表达式
2.3.8 逻辑运并符和逻辑表达式
2.3.9 位运算符
2.3.10 条件运算符和条件表达式
2.3.11 逗号运算符和逗号表达式
2.3.12 运算符优先级和结合方向
本章小结
习题二
第三章 简单语句和选择语句
3.1 结构化程序设计概述
3.2 scanf函数和字符输入、输出函数简介
3.2.1 为何要输入数据
3.2.2 scanf函数
3.2.3 字符输入函数
3.2.4 字符输出函数
3.3 表达式语句
3.4 复合语句
3.5 if条件语句
3.5.1 if结构
3.5.2 if-else结构
3.5.3 if-else-if结构
3.5.4 条件语句的嵌套
3.6 结构化流程图
3.7 switch语句
3.8 程序设计举例
本章小结
习题三
第四章 循环语句和转移语句
4.1 循环的概念
4.2 for循环
4.3 while循环
4.4 do-while循环
4.5 break语句
4.6 continue语句
4.7 多重循环
4.8 goto语句
本章小结
习题四
第五章 数组
5.1 一维数组
5.1.1 一维数组的定义
5.1.2 一维数组元素的引用
5.1.3 一维数组元素的初始化
5.2 二维数组
5.2.1 二维数组的定义
5.2.2 二维数组的引用
5.2.3 二维数组元素的初始化
5.3 数组的查找与排序操作
5.3.1 排序
5.3.2 查找
5.4 字符数组和字符串
5.4.1 字符数组的定义
5.4.2 字符数组的引用
5.4.3 字符数组的初始化
5.4.4 字符串及其结束标志
5.4.5 字符数组的输入输出
5.4.6 常用的字符串处理函数
5.5 程序设计举例
本章小结
习题五
第六章 函数
6.1 函数的概念
6.2 函数的定义
6.3 函数的调用
一、函数调用格式及执行过程
二、函数的调用方式
三、对被调用函数的使用说明
6.4 函数的返回值
6.5 函数参数及函数间的数据传递
6.5.1 非数组名作为函数参数
6.5.2 数组名作为函数参数
6.6 函数的嵌套与递归
6.6.1 函数的嵌套调用
6.6.2 函数的递归调用
6.7 变量的存储类型及其作用域
6.7.1 局部变量及其存储类型
6.7.2 全局变量及其存储类型
6.8 内部函数和外部函数
6.8.1 内部函数
6.8.2 外部函数
6.9 应用举例
本章小结
习题六
第七章 指针
7.1 变量的地址和指针
7.2 指针变量的定义
7.3 指针变量的运算及操作
7.3.1 给指针变量赋值
7.3.2 移动指针
7.3.3 指针比较
7.3.4 通过指针变量引用存储单元
7.4 指针与函数参数
7.4.1 形参为指针变量时实参和形参之间的数据传递
7.4.2 返回地址值的函数
7.5 函数型指针
7.5.1 函数型指针的定义
7.5.2 函数型指针的赋值
7.5.3 函数型指针的引用
7.6 数组与指针
7.6.1 一维数组和指针
7.6.2 二维数组与指针
7.6.3 指针与字符串
7.7 命令行参数
7.8 程序设计举例
本章小结
习题七
第八章 编译预处理
8.1 宏定义
8.2 文件包含
8.3 条件编译
本章小结
习题八
第九章 结构与联合
9.1 结构定义和结构变量的引用
9.1.1 结构定义
9.1.2 结构变量的引用
9.1.3 结构变量的初始化
9.2 结构数组
9.2.1 结构数组的定义
9.2.2 结构数组的初始化
9.3 指向结构的指针
9.4 结构与函数
9.5 引用自身的结构(链表)
9.6 字段结构
9.7 联合
9.8 枚举
9.9 类型定义
9.10 程序设计举例
本章小结
习题九
第十章 输入输出
10.1 终端输出函数
10.1.1 字符输出函数putchar
10.1.2 格式输出函数printf
10.2 终端输入函数
10.2.1 字符输入函数getchar
10.2.2 格式输入函数scanf
10.2.3 字符串输入函数gets
10.3 系统命令调用函数system
10.4 程序举例
本章小结
习题十
第十一章 文件
11.1 c文件概述
11.2 文件类型指针
11.3 文件的打开与关闭
11.3.1 文件的打开(fopen函数)
11.3.2 文件的关闭(fclose函数)
11.4 文件的读写
11.4.1 文件的字符读写函数
11.4.2 文件的字符串读写函数
11.4.3 文件的数据块读写函数
11.4.4 文件的格式化输入输出函数
11.4.5 其他读写函数
11.5 文件的定位
11.5.1 置文件位置指针于文件开头位置的函数rewind
11.5.2 改变文件位置指针位置的函数fseek
11.5.3 取得文件当前位置的函数ftell
11.6 文件的错误检测
11.6.1 文件读写错误检测函数ferror
11.6.2 清除文件错误标志函数clearers
11.7 程序设计举例
本章小结
习题十一
附录1 常用字符与ascll代码对照表
附录 2 c语言常用语法提要
2.1 标识符
2.2 常量
2.3 表达式
2.4 数据定义
2.5 函数定义
2.6 变量的初始化
2.7 语句
2.8 预处理命令
附录3 c库函数
3.1 数学函数
3.2 字符型函数
3.3 字符串函数
3.4 输入输出函数
3.5 动态存储分配函数
3.6 其他函数
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的装帧和排版设计也值得称赞,这往往是评价一本技术书籍时容易被忽略的细节,但它们对阅读体验有着决定性的影响。内页的留白恰到好处,代码块的字体和颜色区分度极高,使得大段的代码阅读起来也不会感到疲劳。更值得称赞的是,书中穿插的那些“小贴士”和“历史趣闻”,这些小花絮虽然不直接影响程序能否运行,却极大地丰富了阅读的趣味性,让我感觉自己不是在和一个冰冷的机器打交道,而是在聆听一位经验丰富的工程师在分享他的心路历程。比如,关于某个早期编程语言的设计缺陷及其如何影响了现代语言的改进,这些内容让人对接下来的学习内容充满了期待和好奇。它成功地将一门可能显得枯燥的技术学科,包装成了一次引人入胜的探索之旅。对于那些渴望在学习过程中保持高度参与感和愉悦感的读者而言,这本书在细节上的打磨,无疑提升了它的整体品质,绝对称得上是一本值得反复阅读和珍藏的佳作。

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我必须承认,我之前对学习编程一直抱有一种敬而远之的态度,总觉得那是非天才才能触及的领域。直到我翻开了这本读物,我的固有认知才被彻底颠覆了。这本书的论述风格极其严谨又不失灵动,它没有满足于停留在表面的“如何写代码”,而是深入探讨了“为什么这么写”。比如,在讲解变量和内存分配时,作者引入了“房间和箱子”的比喻,形象地说明了数据在计算机内部是如何被存储和调用的,这远比教科书上冷冰冰的地址描述要生动有效得多。更让我印象深刻的是,书中对面向对象思想的引入,处理得非常高明。它没有急于抛出类和对象的定义,而是先通过设计一个虚拟的“图书馆管理系统”的小案例,让读者在实际操作中体会到模块化和封装的必要性,然后再自然而然地引出这些专业术语。这种循序渐进、理论与实践紧密结合的教学方法,让我深刻体会到了程序设计不仅仅是技术,更是一种严谨的逻辑构建艺术。对于希望理解编程底层逻辑,而非仅仅停留在“复制粘贴”代码阶段的读者,这本书的价值无可估量。

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翻阅此书时,我最大的感受是作者对读者群体的深刻理解和尊重。它成功地避开了两个极端:要么过于学术化,让新手望而却步;要么过于口语化,缺乏深度和体系性。这本书的语言风格保持着一种恰到好处的平衡——专业、清晰,但绝不傲慢。我特别欣赏它对不同编程范式的简单介绍,例如在讲述结构化编程的基础上,如何平滑过渡到函数式编程的某些基本思想,虽然只是浅尝辄止,但已经为读者打开了一扇观察更广阔编程世界的窗户。这使得这本书不仅仅局限于介绍某一门特定语言的基础,而是着眼于培养一种“通用”的计算思维。例如,关于“递归”的章节,作者不仅提供了斐波那契数列的例子,还用“迷宫寻路”的场景来解释其优雅性,这种场景化的解释,让原本抽象的数学概念变得可视化和可操作化。对于那些希望未来能够快速适应不同编程语言环境的读者,这本书奠定的思维基础,绝对是最高效的投资。

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说实话,市面上的编程入门书太多了,很多都给人一种堆砌知识点的感觉,读完后还是不知道如何独立解决问题。然而,这本《程序设计基础》的独特之处在于它对于“调试”和“错误处理”的重视程度。在很多教程中,这部分内容常常被一带而过,仿佛写出正确的代码是理所当然的。但这本书却花了大篇幅,细致地剖析了常见的三类错误(语法、运行时和逻辑错误),并且提供了极其详尽的排错思路和实用技巧。作者甚至专门设置了一章,讲解如何“像侦探一样思考”——如何利用打印语句、调试器(Debugger)来追踪程序执行的每一步,找出那个隐藏极深的 Bug。这部分内容对我来说简直是醍醐灌顶,以前遇到错误就心慌,现在我知道了如何有条不紊地去定位问题。它教会我的不是记住某个错误代码的含义,而是培养了一种面对未知问题的分析能力和解决问题的耐心。这种“授人以渔”的教育理念,使得这本书的实用价值远超了一本单纯的语法手册。

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这本书简直是为我这种编程初学者量身定做的“救命稻草”!我之前尝试过一些市面上那些动辄上百页、充斥着晦涩难懂术语的编程入门书,结果往往是看了一半就头晕脑胀,感觉自己离学会编程的距离更远了。但是,这本《程序设计基础》完全不一样。它的开篇就非常温柔,没有直接丢给我一堆复杂的概念,而是从最直观的“计算机是怎么思考的”这个角度入手,用生活化的例子解释了什么是算法、什么是数据结构。我记得最清楚的是关于“循环”的讲解,作者没有直接给出枯燥的 `for` 循环语法,而是用“煮面条”的步骤来比喻,一步一步地教我如何重复执行任务,那种豁然开朗的感觉至今难忘。而且,书中的代码示例都特别精炼,每一个小段落后面都会有一个可以立即在编译器里运行并看到结果的小练习,这种即时反馈机制极大地增强了我的学习动力。我不再是单纯地“阅读”代码,而是真正地在“动手”构建程序。对于那些想从零开始,建立扎实编程思维的朋友来说,这本书的结构设计和内容编排,简直是教科书级别的典范。它真的把“基础”二字做到了极致的深度和易懂性之间完美的平衡。

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