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页数:328

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出版时间:2010-7

价格:29.00元

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isbn号码:9787302229759

丛书系列:

图书标签:

• JAVA
• Java
• 编程
• 程序设计
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• 数据结构
• 面向对象编程

编程启蒙与系统思维：探索计算机世界的无限可能 书名： 编程启蒙与系统思维 作者： [此处可虚构一位知名技术专家或资深教育工作者的姓名] 出版社： [此处可虚构一家专业技术图书出版社的名称] 版次/年份： 初版 / 2024年 --- 内容简介 在信息技术飞速迭代的今天，理解和掌握编程思维已不再是计算机专业人士的专利，而是构建现代数字素养的基石。《编程启蒙与系统思维》 并非侧重于某一特定语言的语法细节，而是旨在为所有渴望踏入计算世界、建立严谨逻辑思维的读者提供一套坚实、全面的认知框架。本书将带您脱离死记硬背代码的窠臼，深入理解程序设计背后的核心原理、抽象方法以及构建复杂系统的思维模式。 本书的结构设计，如同一次由浅入深、循序渐进的智力探险。我们深信，真正的编程能力来源于对问题分解、数据结构、算法效率以及系统间交互方式的深刻洞察。 第一部分：思维的塑形——从零开始的逻辑构建 本部分是全书的基石，重点在于“如何像计算机科学家一样思考”。我们摒弃了初学者常遇到的语言障碍，首先聚焦于计算思维的本质。 1. 抽象的艺术： 如何从复杂的现实问题中提炼出关键要素，构建可计算的模型？我们将探讨层次化分解（Decomposition）、模式识别（Pattern Recognition）和算法设计（Algorithm Design）这三大核心抽象工具。通过大量的日常案例分析，如交通流量优化、食谱配料管理等，展示如何将非结构化描述转化为可执行的逻辑流。 2. 流程与控制： 详细剖析计算机执行指令的基本范式——顺序、分支和循环。我们不会局限于任何一种编程语言的特定关键字，而是探讨这些控制结构在所有图灵完备系统中的通用性。特别引入了状态机（State Machine）的概念，帮助读者理解程序执行过程中的状态迁移和条件触发。 3. 数据世界的导航： 数据是程序的燃料。本章深入讲解不同类型数据的内在组织方式。从基础的布尔值、整数、浮点数的计算机内部表示（二进制、补码、IEEE 754标准），到复杂数据类型的构建。我们详细探讨了集合（Set）、序列（Sequence）、映射（Map）的逻辑意义，为后续的数据结构学习打下坚实的基础。 第二部分：结构的智慧——组织信息的艺术 程序往往不是孤立的指令集，而是处理大规模、复杂数据的系统。本部分的核心在于教授读者如何高效、有条理地组织信息，这是构建可维护、高性能系统的关键。 1. 基础数据结构深度解析： 我们不再简单罗列结构定义，而是深入探讨它们背后的性能权衡。 线性结构： 数组（Array）的内存连续性优势与局限；链表（Linked List）在动态插入和删除中的灵活性；栈（Stack）和队列（Queue）在深度优先与广度优先搜索中的应用场景。 非线性结构： 树（Tree）结构如何高效地表达层级关系（如文件系统、DOM模型），并详细介绍二叉搜索树（BST）的查找优化原理。图（Graph）作为最通用的复杂关系模型，其遍历算法（DFS/BFS）的逻辑推导过程。 2. 性能的度量： 如何评价一个程序的“好坏”？本章引入了时间复杂度和空间复杂度的分析方法（大O记法）。通过直观的对比，读者将学会如何判断一个算法在数据量剧增时是否会崩溃，理解最优解与次优解之间的本质差异。 3. 模块化与封装： 探讨如何将大型问题拆解成可独立测试、互不干扰的模块。强调接口（Interface）的重要性——定义“做什么”而非“如何做”，这是实现软件复用和团队协作的基础。 第三部分：解决问题的工具箱——经典算法的构建与应用 理论的价值在于实践。本部分提供了一套解决常见计算问题的经典算法模板，并辅以清晰的逻辑图解和伪代码说明。 1. 排序的艺术： 剖析冒泡排序、插入排序等基础排序方法的局限性，重点深入讲解归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的“分治法”（Divide and Conquer）思想，展示它们如何在效率上实现质的飞跃。 2. 搜索的效率革命： 二分查找（Binary Search）如何利用有序性实现对数级查找速度的原理。对于图结构中的搜索，我们将对比广度优先与深度优先策略在不同任务中的适用性。 3. 递归的魔力与陷阱： 递归是表达分治思想的优雅方式，但其背后的调用栈管理至关重要。本章详细解析递归的基准条件、递推关系，并结合汉诺塔、斐波那契数列等经典问题，展示如何通过记忆化（Memoization）优化重复计算，避免栈溢出。 第四部分：迈向系统化——超越代码的视野 本书的最高目标是培养读者将程序视为一个复杂系统的能力，理解程序运行的环境及其相互影响。 1. 内存管理基础： 程序是如何在硬件上运行的？本章简要介绍了内存的层次结构（寄存器、缓存、主存），以及程序运行时，变量如何在栈（Stack）和堆（Heap）之间分配和回收，理解内存泄漏的原理。 2. 并发与并行简介： 在多核时代，理解程序如何同时处理多个任务是现代软件的要求。我们将介绍线程（Thread）和进程（Process）的基本概念，以及在共享资源访问时，如何使用锁（Locking）机制保证数据的一致性，避免竞态条件（Race Condition）。 3. 设计模式的初探： 介绍少数几个最基础、最通用的设计模式（如单例模式、工厂模式的思想），并非教授具体的实现，而是阐明它们解决的是哪一类反复出现的结构性问题，是系统设计经验的结晶。 --- 本书的特色与读者对象 鲜明特色： 语言无关性： 全书采用高度抽象的伪代码和逻辑流程图进行讲解，读者可以将其思想无缝迁移到任何编程语言（如Python, C++, JavaScript等）的学习中。 强调“为什么”： 不满足于“怎么做”，更深入剖析每一种结构和算法背后的设计哲学和性能权衡。 工程化视角： 贯穿始终的“系统思维”，确保读者从一开始就建立起编写健壮、可扩展代码的意识。 目标读者： 渴望系统学习计算机科学基础，但感到传统教材过于晦涩的理工科在校生。 希望摆脱“代码搬运工”身份，真正理解底层逻辑的初级程序员。 非技术背景的管理者、产品经理，希望提升技术决策质量和与开发团队有效沟通能力的行业人士。 所有对逻辑推理和复杂系统构建充满热情的自学者。 《编程启蒙与系统思维》 是一把钥匙，它开启的不是特定技术的门，而是通往计算思维世界的广阔大门。它将教会你如何提问、如何分解、如何证明，最终如何构建出优雅而强大的数字化解决方案。

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