算法與程序設計實踐指導 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:徐寜

出品人:

頁數:122

译者:

出版時間:2007-1

價格:10.00元

裝幀:

isbn號碼:9787564106669

叢書系列:

圖書標籤:

• 算法
• 程序設計
• 實踐
• 教學
• 計算機科學
• 編程入門
• 數據結構
• 問題解決
• C++
• Python

《計算思維的藝術：從抽象到實現》 簡介 在信息爆炸的時代，理解和駕馭計算世界已不再是少數專業人士的專屬技能，而是日益成為一項必備的素養。本書《計算思維的藝術：從抽象到實現》旨在引領讀者踏上一段深度探索計算本質的旅程，它並非一本枯燥的指令堆砌，而是著力於培養一種解決問題的思維模式——計算思維。本書將計算思維視為一種強大的認知工具，教會讀者如何將復雜的現實問題分解為可以由計算機處理的步驟，並在此過程中掌握構建高效、優雅解決方案的藝術。 本書的齣發點是“抽象”，這是計算思維的核心基石。我們將深入剖析如何從紛繁復雜的世界中提煉齣關鍵信息，忽略不必要的細節，構建齣簡潔而富有錶現力的模型。這不僅僅是邏輯推理的訓練，更是一種識彆模式、分析關係、概括共性的能力。從簡單的數學概念到復雜的現實場景，我們將通過一係列精心設計的案例，展示抽象在各個領域的廣泛應用，以及如何利用抽象的力量來簡化問題、發現潛在的規律。我們將討論不同層麵的抽象，從數據抽象、過程抽象到控製抽象，並闡釋它們在構建復雜係統中的關鍵作用。你將學會如何用更少的代碼，錶達更豐富的意義，如何構建可復用、易於理解的模塊，從而應對日益增長的軟件復雜度。 繼抽象之後，我們進入“分解”的領域。任何宏大的目標都由無數微小的步驟構成，而計算思維正是精通於將一個龐大的、難以解決的問題，分解成一係列更小、更易於管理、可獨立解決的子問題。本書將詳細介紹各種分解策略，包括自頂嚮下、自底嚮上等，並探討如何識彆子問題之間的依賴關係，以及如何有效地組閤子問題的解決方案來構建整體。我們將通過實際例子，演示如何將一個復雜的軟件項目分解為不同的模塊，如何將一個龐大的數據集劃分為若乾小塊進行處理，以及如何將一個復雜的算法拆解為一係列可執行的指令。這種分解能力不僅在編程中至關重要，在項目管理、科學研究、甚至日常生活決策中都扮演著關鍵角色。 “模式識彆”是連接抽象與分解的橋梁，也是發現效率和優雅的關鍵。在麵對問題時，人類的直覺常常能捕捉到相似之處，而計算思維則將其係統化。本書將引導讀者訓練自己識彆重復齣現的模式，無論是數據結構中的相似性，還是算法流程中的共性。一旦識彆齣模式，我們就可以利用已有的解決方案或通用方法來處理新的問題，從而大大提高效率，避免重復勞動。我們將探討各種類型的模式，例如搜索模式、排序模式、圖遍曆模式等，並深入分析它們的特點和適用場景。通過大量的練習，你將能夠敏銳地察覺到不同問題背後的相似性，並從中找到最經濟、最高效的解決方案。 “算法”則是將抽象、分解和模式識彆的成果轉化為可執行指令的藝術。本書不僅僅是列舉各種算法，更重要的是讓你理解算法的設計思想和背後的邏輯。我們將從最基礎的排序和搜索算法入手，逐步深入到更復雜的圖算法、動態規劃等。每一類算法的介紹，都將不僅僅停留在代碼的實現層麵，更會深入探討其設計思路、時間與空間復雜度分析，以及它們在解決特定問題時的優勢與劣勢。我們將強調算法的可行性、效率和正確性，並引導讀者思考如何根據問題的特點選擇或設計最適閤的算法。你將學會如何度量算法的優劣，如何分析算法的性能瓶頸，以及如何通過優化算法來提升程序的運行效率。 “數據結構”與算法是計算科學的孿生子，它們相互依存，共同構建起解決問題的框架。本書將深入介紹各種基礎和高級數據結構，包括數組、鏈錶、棧、隊列、樹、圖、哈希錶等。我們將詳細闡述每種數據結構的內部組織方式、操作的實現原理，以及它們在不同場景下的應用。更重要的是，我們將強調數據結構與算法之間的緊密聯係，講解為何選擇某種特定的數據結構能夠極大地影響算法的效率。例如，為何在某些情況下使用哈希錶比綫性搜索更高效，為何在圖算法中鄰接矩陣和鄰接錶各有韆鞦。通過理解這些關聯，你將能夠更加靈活地設計齣既高效又易於維護的解決方案。 “程序設計”是將計算思維轉化為實際軟件的最終環節。本書將把計算思維的理念貫穿於整個程序設計過程。我們並非一本純粹的編程語言教程，而是將以一種更宏觀的視角來審視程序設計。我們將討論良好的編程習慣，包括清晰的代碼風格、閤理的命名、模塊化設計等，這些都直接源於我們前麵提到的抽象和分解思想。我們將強調代碼的可讀性、可維護性和可擴展性，以及如何通過模塊化和接口設計來構建健壯的係統。本書還將涉及程序調試和測試的藝術，教會讀者如何有效地定位和修復錯誤，以及如何通過嚴謹的測試來保證程序的質量。我們將鼓勵讀者通過實踐來鞏固所學，通過構建小型項目來體會將理論知識轉化為實際成果的成就感。 “復雜性分析”是衡量計算思維有效性的重要標準。在解決問題的過程中，我們不僅要關注解決方案的正確性，更要關注其效率。本書將引入時間復雜度和空間復雜度的概念，並教會讀者如何分析算法和程序的資源消耗。我們將學習Big O錶示法，理解其在評估算法性能時的作用，並能夠對不同算法的復雜度進行比較和選擇。這種分析能力將幫助你避免設計齣雖然功能正確但效率極低的“性能陷阱”，從而在麵對大規模數據或復雜計算時，依然能夠保持程序的響應速度和穩定性。 本書還將觸及“並行與並發”的初步概念，為讀者打開通往更高級計算領域的大門。在多核處理器和分布式係統的時代，如何有效地利用並發資源來加速計算已成為一項重要課題。我們將簡要介紹並發的基本原理，以及在處理大規模數據或需要同時執行多個任務時，並發的優勢。雖然本書不會深入到復雜的並發編程模型，但會為讀者打下基礎，使其能夠理解並行計算的價值，並為未來進一步的學習做好準備。 最後，《計算思維的藝術：從抽象到實現》將鼓勵讀者擁抱“持續學習與探索”的精神。計算領域日新月異，新的技術、新的算法層齣不窮。計算思維的核心價值在於其普適性和可遷移性，它賦予你一種學習新知識、適應新環境的強大能力。本書的最終目標是讓你成為一個獨立的思考者和問題解決者，能夠運用計算思維的工具，在不斷變化的科技浪潮中，發現機遇，創造價值。通過本書的學習，你將不僅僅學會編程，更重要的是學會一種思考世界、解決問題的方式，一種屬於未來、屬於數字時代的強大思維方式。

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