計算思維導論（C語言實現(xiàn)）

目錄



第1 章　計算與計算思維………………………………………………………………………………1
1.1 計算機的產(chǎn)生與發(fā)展………………………………………………………………………… 1
1.1.1 計算機概念及發(fā)展…………………………………………………………………… 1
1.1.2 計算機的特點與不足……………………………………………………………… 5
1.1.3 計算思想形式化…………………………………………………………………… 6
1.2 計算思維與生活…………………………………………………………………………… 11
1.2.1 農(nóng)夫過河問題……………………………………………………………………… 11
1.2.2 擲鉛球問題…………………………………………………………………………12
1.2.3 漢諾塔問題………………………………………………………………………… 13
1.2.4 啤酒與尿布問題…………………………………………………………………… 14
1.3 計算思維的本質…………………………………………………………………………… 14
1.3.1 科學思維的形式…………………………………………………………………… 14
1.3.2 計算思維的特征…………………………………………………………………… 16
1.3.3 計算思維的延伸…………………………………………………………………… 17
1.4 本章小結…………………………………………………………………………………… 18
1.5 本章習題…………………………………………………………………………………… 18
第2 章 計算機基礎………………………………………………………………………………… 20
2.1 計算機的組成與馮·諾依曼體系………………………………………………………… 20
2.1.1 計算機的組成……………………………………………………………………… 20
2.1.2 馮·諾依曼體系……………………………………………………………………… 21
2.1.3 中央處理器………………………………………………………………………… 21
2.1.4 存儲器……………………………………………………………………………… 22
2.1.5 輸入/ 輸出設備…………………………………………………………………… 23
2.2 機器數(shù)與進制轉換………………………………………………………………………… 24
2.2.1 機器數(shù)與數(shù)制……………………………………………………………………… 24
2.2.2 數(shù)制轉換…………………………………………………………………………… 25
2.3 計算機中的編碼…………………………………………………………………………… 27
2.3.1 數(shù)據(jù)在計算機中的表示…………………………………………………………… 27
2.3.2 原碼、反碼、補碼………………………………………………………………… 27
2.3.3 其他幾種編碼……………………………………………………………………… 28
2.4 本章小結…………………………………………………………………………………… 30
2.5 本章習題…………………………………………………………………………………… 31
VI
計算思維導論（C 語言實現(xiàn)）
第3 章 程序設計語言………………………………………………………………………………… 32
3.1 程序的概念與表示………………………………………………………………………… 32
3.1.1 生活中的程序……………………………………………………………………… 32
3.1.2 計算機中的程序…………………………………………………………………… 33
3.1.3 流程圖……………………………………………………………………………… 35
3.2 程序設計語言發(fā)展簡述…………………………………………………………………… 37
3.2.1 軟件的產(chǎn)生………………………………………………………………………… 37
3.2.2 程序設計語言發(fā)展史……………………………………………………………… 37
3.2.3 類型語言…………………………………………………………………………… 42
3.2.4 程序設計語言的選擇……………………………………………………………… 42
3.3 C 程序設計語言…………………………………………………………………………… 42
3.3.1 C 語言特點…………………………………………………………………………… 43
3.3.2 C 語言編程規(guī)范…………………………………………………………………… 45
3.4 本章小結…………………………………………………………………………………… 46
3.5 本章習題…………………………………………………………………………………… 46
第4 章 程序設計語言入門——你好C 語言……………………………………………………… 48
4.1 VS 2015 工具介紹………………………………………………………………………… 48
4.2 最簡單的C 語言程序………………………………………………………………………… 48
4.3 Hello World 程序解析……………………………………………………………………… 52
4.4 C 語言程序的執(zhí)行………………………………………………………………………… 54
4.5 常見問題解決……………………………………………………………………………… 57
4.6 本章小結…………………………………………………………………………………… 62
4.7 本章習題…………………………………………………………………………………… 62
第5 章 C 語言基礎——“我們”不一樣………………………………………………………… 63
5.1 數(shù)據(jù)類型…………………………………………………………………………………… 63
5.1.1 常見的數(shù)據(jù)類型…………………………………………………………………… 63
5.1.2 變量與常量………………………………………………………………………… 64
5.1.3 玩轉變量…………………………………………………………………………… 67
5.2 運算符和表達式…………………………………………………………………………… 67
5.2.1 算術運算符及表達式……………………………………………………………… 68
5.2.2 賦值運算符及表達式……………………………………………………………… 69
5.2.3 關系運算符及表達式……………………………………………………………… 70
5.2.4 邏輯運算符及表達式……………………………………………………………… 71
5.2.5 條件運算符及表達式……………………………………………………………… 71
5.2.6 關于運算符的優(yōu)先級……………………………………………………………… 72
5.3 表達式……………………………………………………………………………………… 72
5.3.1 表達式的概念……………………………………………………………………… 72
5.3.2 表達式的作用……………………………………………………………………… 73
5.3.3 表達式的屬性……………………………………………………………………… 73
VII
5.4 本章小結…………………………………………………………………………………… 74
5.5 本章習題…………………………………………………………………………………… 74
第6 章 標準輸入與輸出函數(shù)——我想和“你”聊聊…………………………………………… 75
6.1 格式化輸出函數(shù)printf…………………………………………………………………… 75
6.1.1 printf 函數(shù)調用的一般形式……………………………………………………… 75
6.1.2 printf 格式字符說明 ……………………………………………………………… 77
6.1.3 printf 普通字符說明……………………………………………………………… 79
6.2 格式化輸入函數(shù)scanf()…………………………………………………………………… 79
6.2.1 scanf 函數(shù)調用的一般格式……………………………………………………… 80
6.2.2 scanf 函數(shù)調用注意事項………………………………………………………… 81
6.3 字符輸入與輸出函數(shù)……………………………………………………………………… 82
6.3.1 字符輸出函數(shù)putchar…………………………………………………………… 82
6.3.2 字符輸入函數(shù)getchar…………………………………………………………… 82
6.4 場景模擬實現(xiàn)……………………………………………………………………………… 84
6.5 本章小結…………………………………………………………………………………… 86
6.6 本章習題…………………………………………………………………………………… 87
第7 章 函數(shù)思維——生活中的“模塊”………………………………………………………… 88
7.1 初見函數(shù)：搭積木………………………………………………………………………… 88
7.2 再見函數(shù)：投幣式洗衣機………………………………………………………………… 89
7.3 又見函數(shù)：采蘑菇的小姑娘……………………………………………………………… 90
7.4 四見函數(shù)：簡易計算器…………………………………………………………………… 90
7.5 函數(shù)思維…………………………………………………………………………………… 91
7.6 本章小結…………………………………………………………………………………… 92
7.7 本章習題…………………………………………………………………………………… 92
第8 章 函數(shù)實現(xiàn)——程序中的“模塊”………………………………………………………… 93
8.1 函數(shù)的聲明與實現(xiàn)………………………………………………………………………… 93
8.1.1 函數(shù)的聲明與實現(xiàn)：搭積木……………………………………………………… 93
8.1.2 函數(shù)的調用………………………………………………………………………… 94
8.2 函數(shù)的參數(shù)：投幣式洗衣機……………………………………………………………… 95
8.2.1 函數(shù)的參數(shù)………………………………………………………………………… 95
8.2.2 深入函數(shù)參數(shù)……………………………………………………………………… 97
8.3 函數(shù)的返回值：采蘑菇的小姑娘………………………………………………………… 97
8.3.1 返回值的引入……………………………………………………………………… 97
8.3.2 函數(shù)的返回值……………………………………………………………………… 98
8.4 簡易計算器實現(xiàn)…………………………………………………………………………… 99
8.5 本章小結………………………………………………………………………………… 101
8.6 本章習題………………………………………………………………………………… 101
VIII
計算思維導論（C 語言實現(xiàn)）
第9 章 分支結構——做人生正確的選擇………………………………………………………… 103
9.1 單分支語句……………………………………………………………………………… 104
9.2 雙分支語句……………………………………………………………………………… 105
9.3 多分支語句……………………………………………………………………………… 106
9.4 利用switch 語句實現(xiàn)多分支語句……………………………………………………… 108
9.5 程序范例………………………………………………………………………………… 110
9.6 本章小結………………………………………………………………………………… 112
9.7 本章習題………………………………………………………………………………… 114
第10 章 循環(huán)結構——漫漫十年還貸路………………………………………………………… 115
10.1 while 語句………………………………………………………………………………… 115
10.2 do...while 語句………………………………………………………………………… 118
10.3 for 語句………………………………………………………………………………… 120
10.4 break 語句與continue 語句…………………………………………………………… 122
10.4.1 break 語句……………………………………………………………………… 122
10.4.2 continue 語句………………………………………………………………… 124
10.5 雙重循環(huán)………………………………………………………………………………… 125
10.6 程序范例………………………………………………………………………………… 127
10.7 本章小結………………………………………………………………………………… 131
10.8 本章習題………………………………………………………………………………… 131
第11 章 數(shù)組——熊孩子的成績單……………………………………………………………… 133
11.1 一維數(shù)組的定義和引用………………………………………………………………… 133
11.1.1 一維數(shù)組的概念……………………………………………………………… 133
11.1.2 一維數(shù)組的定義……………………………………………………………… 134
11.1.3 一維數(shù)組的引用和初始化…………………………………………………… 135
11.2 字符數(shù)組的定義和引用………………………………………………………………… 136
11.2.1 字符數(shù)組的定義與初始化…………………………………………………… 136
11.2.2 字符數(shù)組的輸入輸出………………………………………………………… 137
11.2.3 字符串處理函數(shù)……………………………………………………………… 138
11.3 數(shù)組與函數(shù)……………………………………………………………………………… 141
11.4 二維數(shù)組………………………………………………………………………………… 142
11.5 本章小結………………………………………………………………………………… 144
11.6 本章習題………………………………………………………………………………… 144
第12 章 指針——大海撈“書”輕而易舉……………………………………………………… 146
12.1 指針的概念、定義與使用……………………………………………………………… 146
12.1.1 變量與內存…………………………………………………………………… 146
12.1.2 指針的概念以及定義………………………………………………………… 147
12.2 指針與變量……………………………………………………………………………… 148
12.3 指針的運算……………………………………………………………………………… 150
12.3.1 指針的算術運算……………………………………………………………… 150
IX
12.3.2 指針的關系運算……………………………………………………………… 150
12.4 指針與數(shù)組……………………………………………………………………………… 151
12.4.1 指向一維數(shù)組的指針………………………………………………………… 151
12.4.2 數(shù)組名與指針變量的區(qū)別…………………………………………………… 153
12.4.3 指針與字符串………………………………………………………………… 153
12.5 指針作為函數(shù)參數(shù)……………………………………………………………………… 157
12.5.1 值傳遞………………………………………………………………………… 157
12.5.2 地址傳遞……………………………………………………………………… 158
12.5.3 一維數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)…………………………………………………… 159
12.6 本章小結………………………………………………………………………………… 161
12.7 本章習題………………………………………………………………………………… 161
第13 章 結構體——自定義“封裝”…………………………………………………………… 164
13.1 結構體概述與定義……………………………………………………………………… 164
13.2 結構體變量的定義……………………………………………………………………… 165
13.3 結構體變量的引用和賦值……………………………………………………………… 167
13.3.1 結構體變量的引用…………………………………………………………… 167
13.3.2 結構體變量的初始化………………………………………………………… 168
13.3.3 結構體變量的輸入和輸出…………………………………………………… 169
13.4 結構體變量的內存分配………………………………………………………………… 171
13.5 結構體類型的數(shù)組……………………………………………………………………… 172
13.6 本章小結………………………………………………………………………………… 178
13.7 本章習題………………………………………………………………………………… 179
第14 章 文件——模擬“數(shù)據(jù)庫”……………………………………………………………… 180
14.1 文件的引入……………………………………………………………………………… 180
14.1.1 文件流………………………………………………………………………… 180
14.1.2 文件指針……………………………………………………………………… 181
14.2 文件的操作……………………………………………………………………………… 181
14.2.1 文件的打開與關閉…………………………………………………………… 181
14.2.2 文件的順序讀寫……………………………………………………………… 184
14.3 文本格式和二進制格式………………………………………………………………… 189
14.4 本章小結………………………………………………………………………………… 189
14.5 本章習題………………………………………………………………………………… 190
參考文獻……………………………………………………………………………………………… .191