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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:李烨

出品人:

页数:632

译者:

出版时间:2001-10-1

价格:70.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810771221

丛书系列:

图书标签:

• C#
• NET
• 编程入门
• Microsoft
• 开发
• 教程
• 技术
• 计算机
• 软件开发
• 编程语言
• 入门级

编程思维与实践：现代软件开发的基石 本书旨在为读者构建一个坚实的、面向实践的软件开发基础。它专注于现代编程范式、核心算法设计、数据结构应用，以及工程实践中的关键技术，而不涉及任何特定于 Microsoft .NET 平台或 C 语言的语法细节和框架特性。 我们深知，无论技术栈如何演变，优秀的程序员都依赖于一套普适的、跨语言的思维模型。因此，本书的重点是培养读者的计算思维能力，使其能够独立地分析问题、设计高效的解决方案，并将其转化为可维护、高性能的代码。 第一部分：计算思维与问题分解 本部分从根本上探讨如何像计算机科学家一样思考。我们不关注“如何编写代码”，而是关注“如何定义问题和设计解决方案”。 第一章：抽象的力量与模型的构建 本章首先引入“抽象”这一核心概念。我们讨论如何识别复杂系统中的关键要素，忽略不相关的细节，从而构建出可操作的模型。内容涵盖不同层次的抽象（如数据抽象、控制抽象）以及如何运用UML或其他轻量级建模工具来可视化设计。我们将通过若干非技术领域的实际案例（如资源调度、流程优化）来强化抽象思维的训练。 第二章：算法的本质与设计范式 算法是解决问题的蓝图。本章系统地介绍几种主要的算法设计范式： 1. 分治法 (Divide and Conquer)：如何将大问题拆解成可独立解决的子问题，并有效合并结果。我们将探讨归并排序和快速排序背后的通用逻辑，强调递归思维的建立。 2. 贪心算法 (Greedy Algorithms)：在每一步都做出局部最优选择以期达到全局最优的策略。本章会详细分析为何贪心算法并非总是有效，以及如何证明其正确性。 3. 动态规划 (Dynamic Programming)：处理具有重叠子问题和最优子结构的问题。我们将通过斐波那契数列、背包问题等经典示例，讲解自顶向下（带备忘录）和自底向上（表格法）的实现差异和效率考量。 第三章：计算复杂度的严谨评估 理解代码运行的效率至关重要。本章深入探讨算法的性能分析，严格使用大 O 记法 ($mathcal{O}$) 来描述时间复杂度和空间复杂度。内容包括： 渐进分析的基础：上界、下界和紧致界。 常见复杂度类的比较：线性、对数线性、多项式、指数级。 最坏情况、最好情况与平均情况分析的意义和应用场景。 第二部分：核心数据结构：组织信息的工具箱 数据结构是实现算法的载体。本部分聚焦于内存中组织数据的方式，并分析每种结构在不同操作（插入、删除、查找、遍历）上的性能特征。 第四章：线性结构的精深探索 我们不仅复习数组和链表，更侧重于它们的变体和高级应用： 栈 (Stack)：后进先出（LIFO）的应用，包括表达式求值和函数调用栈的工作原理。 队列 (Queue)：先进先出（FIFO）的应用，如广度优先搜索 (BFS) 的基础。 双端队列 (Deque)：在两端进行高效操作的应用场景分析。 第五章：非线性结构：树与图的遍历艺术 树和图是描述层级关系和网络连接的强大工具。 树结构：重点讲解二叉搜索树 (BST) 的平衡性问题，引入如红黑树和 AVL 树的设计思想（但不涉及具体实现细节），强调保持对数时间复杂度的重要性。堆 (Heap) 结构作为优先队列的实现基础，也会被详细剖析。 图论基础：定义图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并详细介绍核心的图遍历算法：深度优先搜索 (DFS) 及其在拓扑排序和连通分量中的应用。 第六章：高效查找与集合管理 本章关注如何快速存取数据： 哈希表 (Hash Tables)：深入探讨哈希函数的设计原则、冲突解决策略（如开放寻址法和链式法），以及性能退化到线性时间的原因。 平衡搜索结构：除了树结构，我们也会介绍 B 树和 B+ 树的原理，说明它们在磁盘 I/O 优化中的关键作用（这对数据库系统至关重要）。 第三部分：软件工程与实践基础 本部分将视角从单个算法提升到构建大型、可靠系统的层面，涵盖跨语言通用的软件工程原则。 第七章：模块化设计与接口契约 良好的软件是可组合的。本章探讨如何通过清晰的接口定义实现组件间的解耦： 封装 (Encapsulation)：如何隐藏内部实现细节，只暴露必要的交互点。 依赖反转原则 (Dependency Inversion)：高层模块不应依赖于低层模块，两者都应依赖于抽象。我们将讨论如何使用接口或抽象类来建立稳定的契约。 设计模式的哲学：介绍几种核心的设计模式（如工厂模式、观察者模式）作为解决常见设计问题的“经过验证的模板”，侧重于理解其背后的动机而非具体语法实现。 第八章：错误处理与健壮性 软件的可靠性是其价值的体现。本章专注于如何预见、捕获和优雅地处理运行时错误。内容包括： 异常传播与处理机制：理解堆栈展开的过程，以及如何区分可恢复错误和致命错误。 防御性编程：在输入验证、边界条件检查中嵌入安全措施，以确保程序对无效输入的抵抗力。 资源管理：如何确保文件句柄、网络连接等系统资源在程序逻辑结束后被正确释放（例如，通过确定性的清理流程）。 第九章：版本控制与协作基础 在现代开发环境中，协作是常态。本章侧重于版本控制系统的核心概念（以分布式模型为例）： 提交、分支与合并：理解 Git 等工具如何管理代码历史和并行开发。 冲突解决策略：如何识别合并冲突，并应用手动或工具辅助的方式来整合不同开发者的工作成果。 通过本书的学习，读者将掌握一套坚固的、独立于任何特定商业框架的编程核心能力，为未来快速掌握任何新的编程语言或平台奠定坚实的基础。本书强调的是“思考”的过程，而非“记忆”的语法。

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