Introduction to Computer Science Using C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Knowlton, Todd/ Hunt, Brad

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2001-10

价格:$ 159.27

装帧:

isbn号码:9780619034528

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 计算机科学
• 编程入门
• 数据结构
• 算法
• 面向对象编程
• 初学者
• 教材
• 计算机基础
• 程序设计

计算机科学导论：聚焦现代编程范式与系统级思维 本书致力于为初学者构建坚实的计算机科学基础，超越特定语言的语法细节，深入探讨计算的本质、抽象的艺术以及高效解决问题的思维框架。我们旨在培养读者从底层硬件逻辑到高层应用设计，进行系统化思考的能力。 --- 第一部分：计算的基石与抽象的艺术（The Foundations of Computation and Abstraction） 第一章：计算的本质与历史沿革 本章从哲学层面探讨“计算”的定义，追溯图灵机、冯·诺依曼架构等奠基性理论的诞生。我们将分析计算模型如何从理论构想转化为物理实现，并简要回顾算法复杂性理论的初步概念。重点在于理解可计算性与资源限制之间的内在张力。 第二章：信息表示与底层架构 深入剖析计算机如何处理信息。内容涵盖二进制、补码表示法在整数和浮点数中的应用（IEEE 754标准），以及它们对计算精度和范围的影响。随后，我们将探索存储器层次结构（寄存器、缓存、主存、磁盘），解释局部性原理（时间与空间）如何指导高效程序设计。简要介绍指令集架构（ISA）的基本概念，为理解软件如何驱动硬件提供视角。 第三章：数据结构：组织世界的蓝图 数据结构是高效算法的载体。本章系统介绍核心抽象数据类型（ADT）及其底层实现： 线性结构： 数组的内存布局、链表的动态特性、栈（LIFO）与队列（FIFO）的应用场景。 非线性结构： 树的遍历方法（前序、中序、后序）、二叉搜索树的平衡性问题（不深入AVL/红黑树的复杂平衡算法，但阐述其必要性）。 图论基础： 图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）、基本概念如度、路径、连通分量。 我们强调选择正确数据结构的重要性，即数据结构的选择必须与问题的特性和预期的操作成本相匹配。 第四章：算法设计与分析的严谨之道 本章是本书的核心之一，侧重于如何量化程序的效率。 渐进分析： 深入理解大O、大Ω、Θ符号的含义，用以描述算法的性能上限和下限。 资源分析： 区分时间复杂度和空间复杂度，分析不同输入规模下性能的变化趋势。 设计范式： 介绍主要的算法设计方法： 分治法： 如归并排序和快速排序的原理剖析。 贪心算法： 确定何时贪心选择能导向全局最优解（例如最小生成树的初步概念）。 动态规划入门： 理解重叠子问题和最优子结构的概念，通过实例展示状态转移的建立。 --- 第二部分：系统的思维与编程范式（System Thinking and Programming Paradigms） 第五章：过程式编程的思维模型 虽然本书不局限于单一语言，但本章将使用一种清晰的、支持过程抽象的语言特性（不特指C++的面向对象部分）来阐述核心的控制流和函数抽象。重点包括：变量的生命周期、作用域规则、参数传递机制（值传递与引用传递的差异性分析）。强调如何通过函数分解复杂问题，实现代码的模块化。 第六章：内存管理与程序执行环境 理解程序在运行时占据的资源至关重要。本章深入探讨编译、链接和加载的过程。重点关注栈帧结构、局部变量的存储、递归调用的机制。我们还将介绍动态内存分配的概念（如堆（Heap）的使用），以及手动管理内存时可能遇到的挑战（例如内存泄漏和悬空指针），为后续更高级的资源管理打下基础。 第七章：面向对象思维（OOD）的抽象原则 本章探讨面向对象编程（OOP）的四大支柱，将其视为一种强大的组织和建模工具，而非仅仅是语法特性： 封装（Encapsulation）： 数据隐藏与接口设计。 继承（Inheritance）： 类型层级结构的建立与代码重用。 多态（Polymorphism）： 运行时绑定（动态分派）如何实现灵活的系统扩展性。 抽象（Abstraction）： 如何通过接口定义关注点分离。 我们着重于设计模式的初步思想，强调如何通过对象间的交互来构建健壮、可维护的软件系统。 第八章：并发性与并行性简介 随着多核处理器的普及，理解如何同时执行任务变得不可或缺。本章介绍并发（Concurrency）和并行（Parallelism）的区别。讨论同步机制的基本需求，如互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore），以避免竞态条件（Race Condition）。本章提供一个高层次的视角，介绍操作系统如何调度进程与线程，以及同步原语在保证数据一致性中的作用。 --- 第三部分：计算系统的延伸（Extending the Computational Scope） 第九章：基础的输入/输出与文件系统交互 程序需要与外部世界通信。本章讲解标准输入/输出流（Stream）的概念，以及如何使用流进行格式化输入和输出。随后，介绍文件I/O的基本操作：文件的打开、读写、关闭，以及文件系统中的层次结构概念（目录与文件路径）。我们探讨流缓冲区在I/O效率中的作用。 第十章：网络通信与分布式计算的初步概念 本章将计算的范围从单机扩展到网络。介绍互联网的基本架构，客户端-服务器模型的原理。简要解释TCP/IP协议栈的层次概念，重点在于TCP的可靠性保证和UDP的无连接特性。通过一个简单的请求-响应案例，展示数据如何在网络中封装、传输和解封装。 第十一章：软件工程与项目实践 计算机科学不仅仅是理论，更是工程实践。本章讨论软件开发的生命周期（SDLC）的简化模型。强调版本控制（如Git的基础工作流）对于团队协作和代码追溯的重要性。同时，讨论调试（Debugging）的技术和策略，如何利用调试工具系统地隔离和修复错误。此外，探讨编写清晰、自解释代码的规范和文档化的价值。 第十二章：计算的边界与未来展望 总结并展望计算机科学的前沿领域。探讨P vs NP问题的意义，它对密码学和优化问题的深远影响。简要介绍机器学习（Machine Learning）的核心思想（数据驱动的决策制定）与传统算法的区别。最后，探讨计算伦理问题，如隐私保护、算法偏见，鼓励读者在设计技术解决方案时肩负起社会责任。 --- 本书的结构设计，旨在确保读者在掌握了底层的比特和字节表示后，能够逐步搭建起对抽象数据结构、高效算法设计、系统级交互以及现代软件范式的全面认知。它是一张通往计算机科学各专业分支的路线图，侧重于培养解决复杂问题的通用能力。

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这本书的语言风格出乎意料地友好，即使我是计算机科学领域的初学者，也能在阅读时感受到一种轻松的学习氛围。作者并没有上来就抛出一堆晦涩难懂的专业术语，而是用一种循序渐进的方式，将复杂的概念分解成容易理解的小块。我非常欣赏它在讲解C++语法时的细致程度，例如对于指针和内存管理的阐述，这部分是C++的难点之一，但在这本书里，我发现作者用了不少篇幅，并结合了一些形象化的比喻，让我能够更清晰地理解其工作原理。书中提供的代码示例也十分贴切，它们不仅符合C++的标准，而且具有很高的可读性，我甚至可以直接复制粘贴到我的开发环境中进行试验。我特别喜欢的是书中对于“异常处理”和“错误排查”的讲解，这对于初学者来说非常重要，能够帮助我们避免走很多弯路。如果书中还能包含一些关于“版本控制”和“软件开发流程”的介绍，那就更完美了，因为这能让我对整个计算机科学的开发生态有一个更全面的认识。

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说实话，我之前尝试过几本C++的入门书籍，但总感觉有些地方解释得不够透彻，或者例子过于简单，无法真正激发我的学习兴趣。所以，当我看到《Introduction to Computer Science Using C++》这本书时，我带着一丝审慎的期待。这本书的章节安排似乎非常注重逻辑递进，从最基本的编程概念入手，逐步深入到更复杂的软件工程实践。我特别关注它在“面向对象编程”部分是如何讲解的，因为这部分往往是初学者容易感到困惑的地方，比如类、对象、继承、多态等概念。我希望书中能提供清晰的类设计案例，以及如何在C++中有效地应用这些面向对象的思想来构建大型程序。此外，书中是否有关于“调试技巧”和“代码优化”的内容也让我很感兴趣，因为在实际编程过程中，能够快速定位并修复bug，以及写出更优化的代码，是提升开发效率的关键。如果书中还能有一些小型的项目实践，引导读者一步步完成一个有实际意义的小程序，那将极大地增强我的学习动力和成就感。

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我一直在寻找一本能够真正让我理解“为什么”的书，而不是仅仅教我“怎么做”。《Introduction to Computer Science Using C++》似乎正是我所需要的。它不仅仅是关于C++这门语言，更重要的是它致力于揭示计算机科学的核心思想。我期待书中能深入探讨“计算的本质”、“算法的设计哲学”以及“程序执行的底层机制”。例如，在讲解数据结构时，我希望它能解释不同数据结构（如数组、链表、树、图）各自的优缺点以及适用场景，而不仅仅是罗列它们的实现方式。对于算法，我希望它能引导我思考如何分析算法的效率，以及如何根据问题选择最优的算法。书中对于“编译原理”和“操作系统概念”的介绍，如果能做到深入浅出，并与C++的实践相结合，那将是非常宝贵的。我希望这本书能培养我独立思考和解决问题的能力，让我能够真正掌握计算机科学的精髓，而不仅仅是学会一门编程语言。

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拿到这本《Introduction to Computer Science Using C++》之后，我第一眼就被它厚实的体积和细致的排版所吸引。翻开目录，我看到了诸如“变量与数据类型”、“控制流程”、“函数”、“面向对象编程”等基础章节，这让我感到非常安心，因为它显然涵盖了C++语言的核心知识点。更令我惊喜的是，书中还涉及到了“文件I/O”、“异常处理”以及“标准模板库(STL)”等进阶主题，这表明它不仅仅停留在基础语法层面，还愿意引导读者去了解更实用的编程技术。我尤其看重的是书中对于“算法分析”和“数据结构”部分的讲解，这部分通常是计算机科学学习的重中之重，能否理解其精髓直接关系到能否写出高效、健壮的程序。我希望作者能够用清晰的图示和生动的比喻来解释这些抽象概念，并结合C++的实现方式，让我明白理论是如何转化为实际应用的。如果书中能包含一些经典的算法示例，比如排序算法、搜索算法，并分析它们的时空复杂度，那就再好不过了。总而言之，这本书给我的第一印象是严谨、全面，并且充满了学习的潜力。

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这本书的封面设计简洁而富有科技感，封面上“Introduction to Computer Science Using C++”的字样清晰醒目，预示着它将带领我踏上一段充满挑战与乐趣的计算机科学探索之旅。我一直对计算机的底层运作原理以及如何通过编程语言与机器沟通感到好奇，而C++作为一门功能强大且广泛应用的语言，无疑是学习计算机科学的绝佳起点。我期望这本书能够系统地介绍计算机科学的基础概念，例如数据结构、算法、操作系统原理、计算机网络等，并深入浅出地讲解C++的语法特性和编程技巧。特别是关于如何将抽象的计算机科学理论与具体的C++代码实现相结合的部分，我希望能有详尽的阐述和丰富的实例。我期待书中能有高质量的代码示例，这些示例不仅要能准确地展示概念，还要易于理解和调试，最好还能提供一些练习题，让我能够动手实践，巩固所学。此外，我希望这本书的语言风格能够平易近人，避免过于晦涩难懂的专业术语，让初学者也能轻松入门，逐渐建立起对计算机科学的信心。这本书是否能成为我打开计算机科学大门的钥匙，我满怀期待。

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