APCS大学程式设计先修检测:C语言超效解题致胜祕笈

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具体描述

  抢进名校资讯类学系的最佳武器!

  ◎以C语言的运算思维与演算逻辑解析APCS公告试题
  ◎针对各种程式追踪、填空、除错题型,模拟演算过程及变数值追踪
  ◎详细说明【观念题】的相关知识,并列出各选项对/错之理由
  ◎完整架构解析【实作题】:解题重点分析、完整程式码、执行结果及程式码说明

  多元逻辑思考训练
  手脑并用强化程式语言运用

  APCS(Advanced Placement Computer Science)是指「大学程式设计先修检测」,其目的是提供学生自我评量程式设计能力,及评量大学程式设计先修课程学习成效。APCS考试类型包括:程式设计观念题及程式设计实作题。

  程式设计观念题採单选题测验,以运算思维、问题解决与程式设计概念为主。测验题型包含:程式运行追踪、填空、除错、效能分析及基础观念理解等。观念题如果需提供程式片段,会以C语言命题。重点包括:资料型态、常数与变数、全域及区域、流程控制、回圈、函式、递回、阵列、结构,及基础资料结构,以撰写完整程式或副程式为主。

  本书提供APCS历年公告试题的完整解答与分析,并以C语言来撰写程式实作题。观念题不仅清楚说明题意,并详解各选项的对错理由。另外对于需要程式执行过程追踪、填空、除错等程式片段的观念题,书中一併提供完整程式码及执行结果。而实作题方面则以解题重点分析、完整程式码、执行结果及程式码说明等架构完整解析。深信本书能指引应考者具备检测APCS的经验与强化解读程式的实战力。
 
深入 C 语言编程世界:从基础语法到高效算法实践 本书旨在为有志于深入理解 C 语言并掌握高效编程技巧的读者提供一份详尽的指南。我们不再局限于基础语法的罗列,而是着眼于构建坚实的底层理解,并将其应用于解决实际的编程挑战中。本书内容涵盖了 C 语言的核心概念、内存管理的精髓、数据结构的实现以及算法的优化策略,目标是培养读者构建健壮、高效软件的能力。 第一部分:C 语言的基石与底层透视 C 语言以其接近硬件的特性和极高的执行效率而著称。本书首先将引导读者超越简单的语法学习,深入理解 C 语言的编译与链接过程。我们将详细剖析预处理器的作用、编译阶段的优化、以及目标代码如何通过链接器组合成最终的可执行文件。理解这些底层机制,是写出“可预测”代码的第一步。 1.1 数据表示与类型系统深度解析 我们探讨 C 语言中各种基本数据类型(`int`, `char`, `float`, `double` 等)在不同架构下的位级表示,包括大小端序(Endianness)的差异及其对网络编程和文件读写的影响。更进一步,我们将重点解析`typedef`、`enum` 和 `union` 的正确使用场景,特别是 `union` 在节省内存和实现类型转换中的技巧性应用。 1.2 指针的真正威力与内存模型 指针是 C 语言的灵魂,也是初学者最容易混淆的部分。本书不会停留在“指针指向地址”的表面描述,而是构建一个清晰的内存模型图景。我们将详细区分栈(Stack)、堆(Heap)和静态数据区的管理方式。 函数调用约定 (Calling Conventions):深入研究函数调用时参数如何传递、返回地址如何存储,以及寄存器如何使用,这直接关联到递归和尾递归的效率。 动态内存管理(`malloc`/`free` 的陷阱):我们不仅仅介绍如何使用 `malloc`,更侧重于分析内存碎片化(Fragmentation)、内存泄漏(Memory Leaks)的成因,并介绍指针算术在数组、多维数组和字符串操作中的精确应用。 1.3 控制流与函数的高级特性 除了标准的 `if-else` 和 `switch`,本书重点讨论如何使用位操作(Bitwise Operations)来高效地实现某些控制逻辑,例如快速的乘除法、标志位的设置与清除。在函数方面,我们将深入探讨函数指针,以及如何利用它们构建回调机制(Callbacks)和简单的状态机(State Machines)。 第二部分:结构化数据与抽象的艺术 C 语言的强大很大程度上依赖于其构建复杂数据结构的能力。本部分将 C 语言的结构体(`struct`)提升到抽象数据类型(ADT)的高度。 2.1 结构体对齐与位域(Padding and Bit Fields) 结构体的内存布局并非总是连续的。我们将详细解释结构体对齐规则(Structure Alignment)对性能和内存占用的影响,以及如何通过重新排序成员来优化内存使用。此外,位域(Bit Fields)的引入,展示了如何在单个字节内部进行更细粒度的控制,这在嵌入式系统或需要紧凑存储的场景中至关重要。 2.2 链表、栈与队列的纯 C 实现 从零开始手写核心数据结构是理解其工作原理的最佳途径。本书将提供健壮且无冗余的单向链表、双向链表的实现,并探讨循环链表的应用。我们将严格遵循 ADT 的原则,将数据结构的操作封装起来,确保外部调用者无需关心底层指针的复杂性。 2.3 递归与非递归实现的效率对比 递归是优雅的,但过度使用可能导致栈溢出和性能下降。本书将选取经典的算法问题(如斐波那契数列、阶乘),展示其递归实现和迭代(非递归)实现之间的差异。我们将分析尾递归优化的原理,以及何时应该主动将递归转换为迭代,以确保程序的稳定性和效率。 第三部分:I/O 操作与文件系统交互 有效的文件操作是任何实用程序的基础。本部分将侧重于 C 标准库中关于输入输出的深入应用。 3.1 标准 I/O 流与缓冲区管理 我们区分基于行的 I/O (`fgets`, `fputs`)、格式化 I/O (`printf`, `scanf`) 和无格式 I/O (`fread`, `fwrite`) 的适用场景。重点讨论标准 C 库如何使用缓冲区来提高 I/O 性能,以及何时需要使用 `fflush()` 或调整 `setvbuf()` 来强制刷新缓冲区,以应对实时数据处理的需求。 3.2 二进制文件与数据持久化 处理结构化数据时,直接写入内存的二进制表示(Binary I/O)远比文本格式高效。本书将指导读者如何安全地使用 `fread` 和 `fwrite` 来读写整个结构体或数组,并提供字节序(Endianness)在文件传输中的注意事项和处理方案,确保数据在不同机器间的可移植性。 第四部分:预处理器与编译时元编程 C 预处理器(Preprocessor)是 C 语言中一个强大的、但常被误用的工具。本部分旨在揭示其高级用法,使其成为编译时代码生成和条件编译的利器。 4.1 宏的精妙与陷阱 我们将深入解析 `define` 的工作原理,包括函数式宏(Function-like Macros)的参数展开过程。重点分析宏的副作用(Side Effects)问题,以及如何使用复合语句(`do { ... } while(0)`)来编写安全的、可嵌入表达式的宏。 4.2 条件编译与跨平台开发 `ifdef`, `ifndef`, `if` 等指令是实现条件编译的关键。本书将展示如何利用这些指令来管理不同操作系统(如 Windows, Linux, macOS)的特定库引用、编译不同的功能分支,从而构建出单一源代码、多平台兼容的软件。 4.3 泛型编程的早期探索 虽然 C 语言缺乏现代语言的泛型特性,但我们可以通过`void` 指针结合类型转换和宏的巧妙设计,来实现一定程度上的泛型行为,例如,用于实现一个通用的内存拷贝函数或排序函数框架。 第五部分:高效编程思维与性能调优基础 编写出能工作的代码是第一步,编写出高效且可维护的代码才是 C 语言学习的终极目标。 5.1 算法复杂度分析入门 我们引入 大 O 表示法 (Big O Notation),用于量化算法的性能,并指导读者在设计解决方案时,优先选择时间复杂度更优的方案(例如,选择 $O(N log N)$ 而非 $O(N^2)$ 的排序算法)。 5.2 避免不必要的计算与循环优化 本部分关注编译器无法自动优化的部分:程序员的思维定势。我们将讨论循环不变式外提(Loop Invariant Code Motion)的原理,并指导读者识别和消除代码中隐藏的性能瓶颈,例如在循环内部重复计算常量或进行昂贵函数调用。 5.3 字符串操作的性能考量 标准 C 库中的字符串函数(如 `strcpy`, `strcat`)在处理边界条件时可能效率不高或存在安全隐患。我们将探讨如何手写高效的字符串拷贝函数,并对比它们与标准库函数的性能差异,理解为什么在特定场景下,直接操作字符数组可能比使用函数调用链更快速。 本书的全部内容聚焦于 C 语言本身的能力边界,旨在提供一个扎实、深入且注重实践的知识体系,使读者能够自信地应对复杂的编程挑战。

著者信息

图书目录

Chapter 1 APCS资讯能力检测
1-1 认识APCS资讯能力检测
1-2 APCS考试类型

Chapter 2 105年3月观念题
Chapter 3 105年3月实作题

第1题:成绩指标
第2题:矩阵转换
第3题:线段覆盖长度
第4题:血缘关系

Chapter 4 105年10月观念题
Chapter 5 105年10月实作题

第1题:三角形辨别
第2题:最大和
第3题:定时K弹
第4题:棒球游戏

Chapter 6 106年3月观念题
Chapter 7 106年3月实作题

第1题:秘密差
第2题:小群体
第3题:数字龙卷风
第4题:基地台

Chapter 8 106年10月实作题
第1题:逻辑运算子(Logic Operators)
第2题:交错字串(Alternating Strings)
第3题:树状图分析(Tree Analyses)
第4题:物品堆叠(Stacking)

Appendix A C/C++编译器的介绍与安装
A-1 C/C++编译器简介
A-2 Dev C++的安装与介绍

图书序言

图书试读

用户评价

评分

老實說,我一開始拿到這本《APCS大學程式設計先修檢測:C語言超效解題致勝祕笈》的時候,其實有點猶豫。畢竟坊間關於程式設計的書真的不少,有些寫得很學術,有些又太過簡略,真正能夠貼近APCS考試需求、又把C語言講得深入淺出的,實在是不多。但這本書的標題,尤其是「大學程式設計先修檢測」這個重點,立刻就吸引了我。我參加APCS的目標很明確,就是希望透過這個檢測,讓我在申請大學的時候更有優勢,同時也為之後大學的學習打下良好的基礎。C語言的部分,我自認基礎不算太差,但總覺得有些觀念像是隔靴搔癢,沒有真正融會貫通。這本書的「超效解題」聽起來很厲害,讓我很好奇它到底是用什麼方法,能讓解題變得更有效率。我期待它能提供一些我之前沒想過的解題技巧,或是讓我對一些常見題型有更深刻的理解,而不是只是死背程式碼。畢竟考試的題目千變萬化,懂得變通和舉一反三才是關鍵。

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這本《APCS大學程式設計先修檢測:C語言超效解題致勝祕笈》簡直是我近期讀書計畫中的重磅炸彈!我之前在準備APCS時,C語言的部分常常覺得卡關,尤其是那些需要用到一些進階觀念,像是遞迴、或是比較複雜的動態規劃問題,我總是花很多時間去理解,但實際寫出來的程式碼卻常常不夠優雅,甚至有時候會寫到卡住,不知道該從何下手。這本書標榜「超效解題」,我非常好奇它到底會怎麼引導我們去思考。我是那種比較喜歡理解「為什麼」的人,而不只是死記硬背。所以我特別期待這本書能在講解觀念的同時,也能深入剖析各種解題的思路和策略,讓我們不只是學會解題,更能理解背後的邏輯。而且,身為一個台灣的讀者,能有一本完全符合我們考試體系的參考書,真的覺得很幸運。我希望這本書能讓我看到C語言在APCS考試中的各種應用,並且能夠培養出更敏銳的解題直覺。

评分

這本《APCS大學程式設計先修檢測:C語言超效解題致勝祕笈》在我準備APCS的過程中,簡直是如同救命稻草般的存在!老實說,C語言對我來說一直是一個有點令人望而生畏的科目,尤其是當題目越來越進階,需要用到一些比較複雜的資料結構或是演算法的時候,我常常會感到力不從心。網路上的資源雖然很多,但總覺得缺乏系統性,而且很多教學都無法直接對應到APCS的考試方向。這本書光是「超效解題」這個詞,就讓我眼睛一亮。我期待它能提供一種不同於傳統死記硬背的學習方式,而是能夠教我如何更聰明、更快速地掌握解題的關鍵。我希望它能提供一些我意想不到的解題技巧,讓我在面對那些看似艱深的題目時,能夠有信心、有策略地迎刃而解。作為一個台灣的考生,能有一本如此貼合我們考試需求、並且強調實戰技巧的參考書,真的是一件很值得慶幸的事情。

评分

我對於《APCS大學程式設計先修檢測:C語言超效解題致勝祕笈》這本書充滿了期待,畢竟APCS對我未來的升學之路扮演著重要的角色,而C語言更是其中的必考項目。過去我在學習C語言的過程中,雖然有接觸過一些基本的語法和概念,但總覺得在解題的過程中,常常會感到力不從心。尤其是一些演算法的應用,我常常需要花費大量的時間去鑽研,而且有時候即使理解了演算法,在實際將它轉化為C語言程式碼時,也會遇到不少障礙。這本書的「超效解題」這個關鍵詞,徹底擊中了我的痛點。我希望它能夠提供給我一些獨特的解題思路,幫助我在有限的時間內,能夠更有效率地找到最佳解法。我非常看重「致勝祕笈」這個部分,相信這本書能夠提供給我一些我從未接觸過的、能夠在考場上發揮關鍵作用的技巧和訣竅,讓我能夠在眾多考生中脫穎而出。

评分

哇!光看書名就覺得這本《APCS大學程式設計先修檢測:C語言超效解題致勝祕笈》根本是為我們這種想在大學程式設計先修檢測(APCS)這條路上打滾的考生量身打造的救星嘛!我平常對程式設計有點小小的興趣,偶爾會看些網路上的教學,但總覺得零零散散的,遇到實際考試題目的時候,腦袋裡就一片空白。尤其C語言,雖然聽說很重要,但那些指標、記憶體管理什麼的,聽了就讓人頭痛。這本書光是「超效解題」和「致勝祕笈」這幾個詞,就已經讓我燃起了一線希望,覺得好像真的有機會把那些看起來很難的題目,用一種更聰明、更有效率的方式去破解。我一直很希望找到一本能夠帶我從「知道」C語言變成「會用」C語言,而且是能夠「快速、準確」運用C語言來解決問題的書。畢竟APCS考試時間有限,考驗的不只是懂不懂,更重要的是能不能在壓力下快速反應。這本書的出現,感覺就像是在迷霧中看到了一盞指引方向的明燈,讓我覺得準備起來不再是茫茫大海,而是有明確的路徑可循。

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