工程专业C程序设计

工程专业C程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:Jeri R.Hanly
出品人:
页数:576
译者:朱惠娥
出版时间:2005-5
价格:48.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787030145222
丛书系列:
图书标签:
  • c
  • 自动化
  • 工程
  • C语言
  • 工程应用
  • 程序设计
  • 计算机专业
  • 教材
  • 编程入门
  • 算法
  • 数据结构
  • 实践教程
  • 理工科
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具体描述

本书通过解决当前热点问题,如移动通信、网络的配置、DNA结构图绘制等,讲述了解决问题的系统的方法,以及利用软件工程方法设计出内聚的、可读性好的、可重用的模块化程序解决方案。

  本书可作为工程专业C程序设计的初级教程,也可作为ANSIC程序设计爱好者的辅助教材,以及大中专院校工程专业学生的指导教材。

计算机科学导论:算法、数据结构与现代计算范式 作者: [此处填写作者姓名,例如:李明、张华] ISBN: [此处填写一个虚构的ISBN号,例如:978-7-123-45678-9] 出版社: [此处填写一个虚构的出版社名称,例如:科技教育出版社] --- 内容简介 本书旨在为初学者和希望系统梳理计算机科学基础知识的读者提供一份全面、深入且与时俱进的导论。它摒弃了对特定编程语言语法的过度纠缠,转而聚焦于计算机科学的核心概念、思维模型和解决问题的通用方法论。全书结构清晰,逻辑严谨,旨在帮助读者构建坚实的理论基础,从而能够灵活应对未来技术栈的快速迭代。 第一部分:计算的基石——信息、逻辑与硬件基础 (Foundations of Computation) 本部分从最基本的层面探讨计算的本质。我们首先追溯信息的定义和表示,详细讲解二进制、位、字节等概念,并深入探讨数据在计算机内部是如何被编码和存储的。 1.1 信息的本质与数字化 信息论的初步介绍:熵与信息量。 数字表示系统:不同进制间的转换、补码、浮点数的IEEE 754标准。 字符编码的历史演变:ASCII到Unicode的过渡与影响。 1.2 逻辑与布尔代数 布尔代数的公理与基本运算。 逻辑门的实现与组合逻辑电路的构建原理(如加法器、译码器)。 从逻辑门到硬件抽象:理解CPU的基本工作流程,如指令周期。 1.3 计算机体系结构概述 冯·诺依曼模型与哈佛架构的对比。 内存的层次结构(寄存器、缓存、主存、外存)及其对程序性能的影响。 指令集架构(ISA)的概念简介,以及汇编语言在理解底层操作中的作用。 第二部分:算法思维与效率分析 (Algorithmic Thinking and Analysis) 算法是解决问题的蓝图。本部分的核心在于培养读者严谨的算法设计能力,并提供量化评估算法优劣的工具。 2.1 算法设计的基本范式 分治策略 (Divide and Conquer): 深入剖析快速排序和归并排序的机制。 贪心算法 (Greedy Algorithms): 理论基础与适用场景,例如霍夫曼编码的构建。 动态规划 (Dynamic Programming): 状态转移方程的建立、备忘录法与自底向上法的对比,经典问题如背包问题和最长公共子序列。 2.2 算法的性能分析 渐近分析 (Asymptotic Analysis): 大O、大Ω、大Θ符号的精确定义与应用。 常见复杂度类别:线性、对数线性、多项式、指数级算法的性能对比。 递归算法的复杂度求解:主定理的应用。 2.3 经典算法主题 搜索算法:深度优先搜索(DFS)与广度优先搜索(BFS)在图结构中的应用。 排序算法的深入比较:快速排序的平均与最坏情况分析,稳定性分析。 图论基础:连通性、最短路径问题(Dijkstra、Floyd-Warshall)。 第三部分:组织数据——抽象数据类型与数据结构 (Data Organization and Structures) 高效的算法必须依赖合适的数据组织方式。本部分详细探讨各种核心数据结构的内部机制、应用场景及实现权衡。 3.1 线性数据结构的精进 栈与队列 (Stack and Queue): 循环队列、双端队列的实现与应用(如表达式求值)。 链表家族 (Linked Lists): 单链表、双向链表、循环链表的优缺点及内存管理考虑。 3.2 非线性结构:树与图 树结构 (Trees): 二叉树的遍历方法(前序、中序、后序)。 平衡树的概念: 介绍AVL树和红黑树为何必要,但不深入其复杂的旋转细节,侧重其O(log n)的查找性能保证。 堆 (Heaps): 最大堆与最小堆的构建与应用,特别是优先队列的实现。 图的表示: 邻接矩阵与邻接表,及其在不同密度图上的性能对比。 3.3 散列与映射 (Hashing) 散列函数的设计原则与冲突解决策略(开放寻址法与链地址法)。 负载因子与时间复杂度:理解平均O(1)查找的理论前提。 第四部分:软件工程与现代计算范式 (Software Engineering and Modern Paradigms) 理解了“如何解决问题”之后,本部分将视角转向“如何更好地组织和构建大规模的解决方案”。 4.1 抽象与面向对象设计 封装、继承与多态的核心概念。 接口(Interface)与抽象类(Abstract Class)的区别与设计用途。 设计模式的入门:介绍单例模式、工厂模式在解决常见结构性问题中的应用。 4.2 程序执行模型与内存管理 编译与解释: 两种翻译机制的对比及其对运行时行为的影响。 操作系统与进程管理: 进程与线程的概念,并发与并行的区别。 内存分配: 栈(Stack)与堆(Heap)的生命周期与管理,理解内存泄漏的根源。 4.3 并行计算与现代趋势 对现代多核处理器架构的认识。 基本并发控制:互斥锁(Mutex)与信号量(Semaphore)在避免竞态条件中的作用。 函数式编程的初步介绍:不可变性(Immutability)的概念及其对并行计算的潜在优势。 --- 本书特色 1. 理论驱动,工具中立: 本书不依赖任何特定语言的语法特性。所有算法和数据结构均以伪代码或流程图的形式展示,强调其内在逻辑,确保知识的可迁移性。 2. 深度剖析复杂性: 区别于仅停留在“如何实现”的层面,本书对每个核心算法进行严格的数学分析,使读者清晰了解性能瓶颈所在。 3. 连接底层与高层: 通过对冯·诺依曼结构和内存模型的讲解,弥合了高级抽象编程与底层硬件执行之间的鸿沟,帮助读者写出更高效、更少错误的程序。 4. 面向未来: 引入了现代软件开发中至关重要的设计模式、并发控制和函数式思维的初步概念,为读者向更复杂的系统级开发迈进奠定基础。 目标读者: 计算机科学、软件工程、信息技术等专业本科生,以及希望夯实基础、拓宽视野的初级程序员和技术爱好者。本书是进入算法竞赛、系统编程或更高级课程(如操作系统、编译器设计)前的理想预备读物。

作者简介

目录信息

第1章 计算机和软件概述
第2章 C概述
第3章 数据类型、运算符与简单函数
第4章 选择结构:if语句和switch语句
第5章 循环语句
第6章 模块化程序设计
第7章 数组
第8章 多维数组
第9章 结构体类型
第10章 文本文件与二进制文件的处理
……
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书在嵌入式系统和硬件交互方面的论述,让我看到了C语言在物联网和硬件控制领域的巨大潜力。在很多嵌入式项目中,C语言都是首选的编程语言,因为它能够直接访问硬件,并且具有高效的执行效率。书中首先介绍了嵌入式系统的基本概念,比如微控制器、内存映射、寄存器等。然后,它详细讲解了如何使用C语言来直接操作硬件寄存器,从而控制LED灯的闪烁、读取传感器的值等。我尝试着书中提供的代码,在一些简单的开发板上实现了对LED灯的控制,这让我体会到直接与硬件交互的乐趣。书中还触及了中断处理、定时器等嵌入式开发中常用的技术,并提供了相应的C语言实现。此外,书中还介绍了一些常用的嵌入式开发工具和平台,比如GCC for embedded、Makefile等,这些对于我进行嵌入式项目开发非常有帮助。我印象深刻的是,书中还探讨了如何用C语言编写驱动程序,来为特定的硬件设备提供接口。这本书让我意识到,C语言不仅仅是编写通用软件的工具,更是控制硬件、实现智能化设备的关键。它为我打开了通往嵌入式世界的大门。

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《工程专业C程序设计》在软件工程实践和项目管理方面的讨论,让我从一个更宏观的视角来理解C语言在实际工程中的应用。书中不仅仅局限于讲解C语言本身,还延伸到了如何构建一个完整的C语言项目,如何进行版本控制,如何进行单元测试和集成测试,以及如何与团队成员协作完成项目。作者强调了良好的代码风格、注释规范以及模块化设计的重要性,这些都是写出高质量、可维护代码的关键。我尝试着按照书中的建议,来组织我的C语言项目,使用Makefile来管理编译过程,并编写一些简单的单元测试来验证函数的正确性。书中还提到了一些项目管理的基本原则,比如需求分析、进度规划、风险控制等,虽然这些内容并非C语言本身,但它们对于我们工程专业的学生来说,是必不可少的知识。让我印象深刻的是,书中还探讨了如何将C语言与其他语言(比如Python)结合,来构建更复杂的工程系统。这本书让我明白,C语言作为一门强大的编程语言,它的价值不仅仅在于语法本身,更在于它能够作为构建大型、复杂工程系统的基石。它让我具备了从宏观到微观,从理论到实践的全面视野。

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这本书给我最大的惊喜在于它对算法和数据结构的深入剖析,并且将这些理论知识巧妙地融入到了C语言的实践中。在学习排序算法时,作者并没有止步于讲解冒泡排序、选择排序、插入排序这些基础的算法,而是进一步探讨了快速排序、归并排序等更高效的算法,并且详细分析了它们的时间复杂度和空间复杂度。更重要的是,书中提供了用C语言实现这些算法的完整代码,并且每一步都进行了详细的注释,让我能够清晰地理解算法的逻辑。我尝试着将书中的代码在我的电脑上运行,并且对一些参数进行调整,观察输出结果的变化,这让我对算法的性能有了更直观的认识。此外,书中对链表、栈、队列、树、图等经典数据结构的讲解,同样让我印象深刻。作者不仅介绍了这些数据结构的定义和基本操作,还重点阐述了它们在实际工程问题中的应用场景。例如,在讲解链表时,书中就举例说明了如何用链表实现动态数组,以及如何在操作系统中管理进程。这让我不再觉得数据结构只是枯燥的理论,而是变成了解决实际问题的有力工具。让我特别赞赏的是,书中在讲解过程中,常常会引用一些经典的算法难题,比如“汉诺塔问题”、“约瑟夫环问题”等,并引导读者尝试用C语言去解决它们。这种通过解决实际问题来学习数据结构和算法的方式,极大地激发了我的学习兴趣。我感觉这本书不仅仅是教授C语言的语法,更是在培养一种解决问题的能力,一种通过编程来分析和优化工程问题的思维方式。

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《工程专业C程序设计》在文件操作和输入输出方面的内容,可以说是面面俱到,而且非常实用。作者在讲解标准输入输出(stdin, stdout)时,不仅涵盖了`printf`和`scanf`这些基本函数,还深入讲解了如何进行格式化输出,如何处理不同类型的数据输入,以及如何避免常见的输入错误。我特别喜欢书中关于错误处理的部分,它详细介绍了如何利用返回值和全局变量来检查I/O操作是否成功,以及如何编写健壮的代码来应对异常情况。这对于我们工程专业的学生来说尤为重要,因为在实际项目中,我们经常需要处理来自外部的各种数据,而这些数据往往是不完美的。书中对文件操作的讲解,更是让我大开眼界。从最基础的文本文件读写,到二进制文件的读写,再到文件的随机访问,作者都给出了详尽的解释和代码示例。我印象最深的是,书中演示了如何用C语言读取传感器数据文件,然后进行数据分析和可视化(虽然可视化部分只是简单地输出到控制台,但其思路是清晰的)。这让我看到了C语言在数据采集和处理领域的强大潜力。此外,书中还讲解了如何使用`fopen`、`fprintf`、`fscanf`、`fread`、`fwrite`、`fseek`、`fclose`等一系列文件操作函数,并且对它们的参数和返回值进行了详细的说明。我尝试着书中的一些文件操作代码,比如将程序运行的结果保存到文件中,或者从文件中读取配置信息,这些都非常容易上手,并且成功地解决了我在实际项目中遇到的问题。

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《工程专业C程序设计》在调试和性能优化方面的指导,可以说是非常实用和接地气。作为一名工程专业的学生,我深知写出能运行的代码只是第一步,如何让代码运行得更快、更高效、更稳定才是关键。书中详细介绍了各种调试技巧,比如如何使用GDB等调试器来设置断点、单步执行、查看变量值、内存内容等。我尝试着书中的调试方法,来查找并修复代码中的bug,这比我之前盲目地printf大法效率高多了。此外,书中还提供了很多关于性能优化的建议,比如如何选择合适的数据结构和算法,如何减少不必要的内存分配和函数调用,以及如何利用编译器提供的优化选项来提高代码的运行速度。我特别喜欢书中关于“测量”的思想,强调在进行性能优化之前,一定要先进行性能分析,找出瓶颈所在。书中还介绍了一些性能分析工具,比如`gprof`,以及如何利用它们来找出程序中执行时间最长的部分。我根据书中的建议,对自己的一个程序进行了性能优化,结果发现程序的运行时间缩短了不少,这让我非常有成就感。这本书不仅仅是教我C语言的语法,更是教会我如何写出高质量、高性能的C程序,这对于我未来的工程实践非常有价值。

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《工程专业C程序设计》在多线程和并发编程方面的内容,为我打开了一扇新的大门。在现代软件开发中,多线程和并发编程已经变得越来越普遍,而C语言作为一种底层语言,提供了直接操作线程的能力。书中首先介绍了线程的基本概念,比如进程和线程的区别,以及线程的创建、同步和终止。它详细讲解了POSIX线程(pthreads)库的使用,包括`pthread_create`、`pthread_join`、`pthread_mutex_lock`、`pthread_mutex_unlock`等关键函数。我尝试着书中的一些多线程示例,比如同时启动多个线程去执行一些计算任务,并观察它们是如何协同工作的。书中还特别强调了线程同步的重要性,比如如何使用互斥锁(mutex)来避免多个线程同时访问共享资源而导致的数据不一致。我通过一个简单的生产者-消费者模型来加深对互斥锁和条件变量的理解,这让我体会到并发编程的复杂性和趣味性。此外,书中还触及了一些更高级的主题,比如线程局部存储(TLS)、线程池等,这些内容对于我理解更复杂的并发场景很有帮助。这本书让我认识到,通过C语言,我们能够更精细地控制程序的执行流程,从而提高程序的效率和响应速度,这在很多工程应用中都是至关重要的。

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对于内存管理这一C语言的核心概念,《工程专业C程序设计》的处理方式非常到位。作者并没有回避C语言中“危险”的内存操作,而是选择以一种负责任的方式来引导读者理解。书中首先清晰地解释了内存的划分,比如栈、堆、静态存储区,以及它们各自的特点和生命周期。接着,它详细介绍了动态内存分配的函数,如`malloc`、`calloc`、`realloc`和`free`,并且通过大量生动形象的代码示例,展示了如何申请内存、使用内存以及释放内存。我特别欣赏作者在讲解`free`函数时强调的“及时释放”的重要性,以及由此可能引发的内存泄漏问题。书中还特别提到了一些常见的内存错误,比如野指针、悬挂指针、重复释放等,并且提供了相应的检测和避免方法。我尝试着书中的一些例子,比如用`malloc`分配一块内存,然后对其进行读写操作,最后用`free`释放。当我故意制造一些内存错误时,书中的一些调试技巧也给了我很大的启发。此外,书中还触及了内存对齐、内存对齐对性能的影响等更深层次的话题,这对于理解C语言底层机制非常有帮助。在我看来,掌握好内存管理是写出高效、安全C程序的关键,而这本书无疑为我打下了坚实的基础。它让我不再对指针和内存感到恐惧,而是能够自信地驾驭它们。

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这本书在网络编程方面的内容,让我看到了C语言在构建分布式系统和网络应用中的强大能力。书中首先介绍了网络编程的基础知识,包括TCP/IP协议栈、Socket编程模型、IP地址和端口号的概念。然后,它详细讲解了如何使用Socket API来创建客户端和服务端。我印象最深的是,书中提供了一个简单的聊天室示例,客户端和服务端通过Socket进行通信,实现了多人实时聊天。这让我能够直观地理解网络通信的过程。书中还详细讲解了TCP和UDP两种协议的区别以及它们各自的应用场景。在TCP方面,书中介绍了如何建立可靠的连接,进行数据的分块传输和错误校验。在UDP方面,书中则讲解了如何进行无连接的、快速的数据传输。此外,书中还触及了一些更高级的网络编程技术,比如多路复用(select, poll, epoll),这对于处理大量的并发连接非常有帮助。我尝试着书中的一些网络编程示例,比如编写一个简单的FTP客户端和服务端,实现文件的上传和下载。这本书让我深刻认识到,C语言作为一种底层的网络编程语言,能够让我们更深入地理解网络通信的原理,并且能够灵活地构建各种网络应用,从简单的Web服务器到复杂的分布式系统,C语言都能够胜任。

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拿到这本《工程专业C程序设计》的时候,我并没有抱有多大的期望,毕竟市面上关于C语言的书籍实在是太多了,而且很多都大同小异。然而,当我翻开第一页,就被它那种严谨而又充满趣味的讲解方式吸引了。作者并没有直接堆砌晦涩难懂的理论,而是从最基础的概念讲起,比如为什么需要程序设计,C语言的诞生背景,以及它在工程领域中的重要性。这一点就和其他很多直接跳到语法讲解的书籍截然不同。接着,书中对数据类型、变量、运算符等基础知识的阐述,更是细致入微。我尤其喜欢作者在讲解指针时采用的类比,比如将指针比作“地址的簿记员”,生动形象,一下子就打消了我对指针的畏惧感。每一个概念的引入,都伴随着清晰的代码示例,并且这些示例都非常贴合工程实际,不像有些书上的例子那样空洞无物,让人看了却不知其所以然。比如,书中在讲解数组和字符串时,不仅仅是罗列了相关的函数,还结合了工程中常见的文本处理场景,比如读取文件中的数据,进行简单的字符串匹配等,这让我立刻就能感受到C语言在实际应用中的强大之处。阅读的过程中,我发现作者非常注重培养读者的编程思维,而不是死记硬背语法。书中会引导读者去思考“为什么”这样做,以及“还有没有其他方法”。这种循循善诱的教学方式,让我受益匪浅。即便是一些初学者容易混淆的概念,比如函数传值和传址的区别,书中也通过图形化的解释和对比,让问题迎刃而解。总而言之,这本书就像一位经验丰富的老师,耐心细致地引导我一步步走入C语言的世界,而不是简单地扔给我一堆知识点。

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这本书在面向对象思想的引入和C语言的结合方面,做得非常出色。虽然C语言本身并不是一门面向对象的语言,但书中巧妙地通过结构体、函数指针和一些编程技巧,模拟了面向对象的某些特性,比如封装和多态。作者首先介绍了结构体的概念,以及如何使用结构体来组织相关的数据。然后,它进一步讲解了如何将函数与结构体关联起来,形成一种“行为”与“数据”的绑定。这一点非常重要,因为它为我们后续理解面向对象的思想奠定了基础。接着,书中引入了函数指针的概念,并详细解释了如何利用函数指针来实现多态。例如,书中就提供了一个模拟“几何图形”的例子,通过不同的结构体和函数指针,实现了对不同图形(如圆形、矩形)进行统一的处理。这让我深刻体会到,即使在C语言中,我们也可以通过一些巧妙的设计来实现代码的复用和灵活性。此外,书中还探讨了如何通过封装来隐藏数据和实现细节,这在大型工程项目中尤为重要,可以提高代码的可维护性和健壮性。总的来说,这本书并没有强行将面向对象的东西塞给C语言,而是以一种非常自然的方式,引导读者理解如何在C语言的框架下,运用一些思想和技巧来写出更具结构化和可扩展性的代码。

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