超圖解 C 語言：用資料結構×演算法突破 APCS pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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趙英傑

圖書標籤:

C語言
資料結構
演算法
APCS
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具體描述

　　//不隻考檢測、更鍛鍊未來程式力//

　　本書是專為有誌往資訊科係發展的讀者所設計，具有以下幾項特色：

　　□ 【紮實基礎教學】：全麵涵蓋 C 語言各項主題，沒學過程式設計也可從本書開始入門。主題涵蓋基本語法、函式、陣列、遞迴、指標與多維陣列、動態記憶體配置、前置處理器、結構體與自訂資料型態、到檔案輸齣入等，不限於 APCS 檢測範圍，更為未來鋪路。

　　□ 【超圖解觀念解說】：程式設計抽象概念往往是初學者卡關主因，本書作者親手繪製數百張圖解以及流程圖具像呈現程式設計抽象觀念，易讀又好理解。

　　□ 【線上開發環境】：學習程式設計就是要動手練習，本書採用線上開發環境，不需安裝軟體，隻要打開瀏覽器，就可以開始動手寫程式，甚至在手機、平闆上都沒問題。

　　在 APCS 檢定的準備上，則是採取以下策略：

　　□ 【從思維邏輯解題】：著重解決問題的思維邏輯，帶你用紙筆解析問題，思考解法。

　　□ 【單一程式語言】：APCS 的觀念題以 C 語言齣題，學 C 語言無可避免，本書實作題也採用 C 語言，隻要專心學習單一語言，不需要同時學習兩種語言，以免耗時又容易混淆觀念。

　　□ 【資料結構與演算法】：帶你思考如何善用資料儲存方法或是執行步驟，讓程式更簡潔、更有效率。涵蓋堆疊、佇列、鏈節串列、樹狀結構、圖形等基本資料結構，以及排序、動態規劃、迴溯、雜湊等關鍵演算法。

　　本書不限定在 APCS 的範疇，也為未來往軟體工程師做準備，包含以下延伸內容：

　　□ 【業界軟體工具】：gcc 編譯指令、make 專案建置、gdb 除錯程式等實務軟體工作現場必備的工具，為未來進入職場做好準備。

　　□ 【進階程式主題】：檔案輸齣入、動態記憶體配置、模組化程式設計、文字編碼等。另外，本書也提供有 C++ 附錄，對於想要進一步瞭解 C++ 的讀者，快速介紹 C++ 與 C 的差異，並且針對最核心的物件導嚮概念，做瞭深入淺齣的介紹。

本書特色

　　□ 從基本語法、函式、陣列、遞迴、指標與多維陣列、動態記憶體配置、前置處理器、結構體與自訂資料型態、到檔案輸齣入，完整打好基礎

　　□ 線上編譯環境，開瀏覽器就可立即練習

　　□ APCS 觀念題實戰演練，驗證學習成效

　　□ APCS 實作模擬題解析，熟練思考邏輯

　　□ ○/✗對照示範，建立程式正確觀念

　　□ 用流程圖輔助，具像理解程式邏輯

　　□ 涵蓋鏈結串列、樹狀結構、圖形、堆疊、佇列等基本資料結構

　　□ 涵蓋搜尋、排序、動態規劃、迴溯法、雜湊等關鍵演算法

　　□ 包含 C++ 簡介附錄，提供進一步探索 C++ 的敲門磚

　　□ gcc、make、gdb 等開發工具簡介，跨入軟體開發專業領域

洞悉程式碼的奧秘：現代軟體開發的基石書名：《深入淺齣：從零開始建構高效能係統的基礎原理》簡介：在當今快速迭代的數位世界中，軟體係統的複雜性日益增加。要設計、開發和維護高效能、穩定可靠的應用程式，僅僅掌握特定語言的語法已遠遠不夠。我們需要對構成所有軟體架構的底層邏輯和核心概念有深刻的理解。本書《深入淺齣：從零開始建構高效能係統的基礎原理》，正是一本旨在為讀者奠定堅實計算思維基礎的指南，它專注於軟體工程師必須精通的、超越單一程式語言限製的普適性知識。本書的核心目標是將那些經常被初學者視為艱澀難懂的計算機科學核心概念，以一種直觀、係統化的方式呈現齣來，確保讀者能夠真正理解「為什麼」這樣做比那樣做更優越。我們不依賴任何單一的程式語言來闡釋原理，而是採用清晰的邏輯推演和跨平颱的概念描述，讓讀者建立起獨立於特定工具的解決問題能力。第一部分：計算思維的邏輯骨架本部分著重於訓練讀者的邏輯分析能力，這是高效能程式設計的起點。我們探討如何將複雜的現實問題拆解為計算機可以處理的步驟，並評估不同解決方案的本質差異。 1. 問題分解與抽象化：我們將詳細介紹問題分解的藝術，如何從一個宏大的目標中提煉齣可管理的子任務。重點討論抽象化層次的重要性，從最底層的位元運算，到高層次的業務邏輯模型，如何建立清晰的界線，確保模組之間的依賴性最小化。我們將透過幾個經典的「磚塊問題」（如迷宮尋路、資源分配模擬）來實踐這種思維模式。 2. 效率的量化標準：時間與空間的取捨任何程式碼的錶現，最終都必須通過效率來評判。本章節將深入探討計算複雜度的理論基礎。我們將以嚴謹但不失直觀的方式，解釋大O錶示法（$O(n), O(n^2), O(log n)$ 等）的實際意義，而非僅僅是數學符號的堆砌。讀者將學會如何精確分析一段演算法的運行時間和記憶體佔用，並理解在不同規模的數據集下，不同效率等級的演算法會帶來何種天壤之別的效能差異。我們將詳細分析幾個關鍵場景：線性增長、對數級別的快速收斂，以及指數級別的不可行性。第二部分：資訊組織的藝術——結構化數據的威力數據是現代軟體的燃料，而數據結構則是引擎的設計圖。本部分將拋開具體實現的細節，專注於不同數據組織方式對操作效率的決定性影響。 3. 基礎數據模型詳解：序列與集閤我們將從最基礎的陣列（Array）概念齣發，探討其優勢（快速隨機存取）與限製（固定大小、插入/刪除成本高昂）。接著，我們將轉嚮鏈結串列（Linked List），解析其動態調整能力的原理，以及為何在特定場景下（如佇列實現）它錶現更佳。本章將對堆疊（Stack）和佇列（Queue）的抽象操作進行嚴格定義，並展示它們如何作為實現更複雜結構的基石。 4. 樹狀結構的層級智慧：樹結構是處理層級關係和優化搜尋的關鍵工具。本書將詳盡解析二元樹（Binary Tree）的遍歷方法（前序、中序、後序），並重點闡述二元搜尋樹（BST）如何保證高效的查找、插入和刪除操作。更進一步，我們將介紹平衡樹的概念（如AVL樹或紅黑樹的設計思想），說明它們如何應對數據不均勻分佈帶來的性能退化問題，從而維持對數時間的效率承諾。 5. 圖論的廣闊視野：圖（Graph）是模擬現實世界複雜關係的最佳模型。從社交網路到城市交通，本章將指導讀者如何將現實問題轉化為頂點與邊的組閤。我們將係統性地介紹圖的兩種主要錶示方法：鄰接矩陣與鄰接串列，並深入探討實現高效路徑查找與連通性檢測的關鍵演算法。讀者將學習如何運用廣度優先搜尋（BFS）和深度優先搜尋（DFS）來解決從最短路徑到拓撲排序等一係列問題。第三部分：解決問題的通用範式與策略理解數據結構後，我們需要掌握將這些結構轉化為實際解決方案的通用策略。這部分聚焦於那些在不同領域反覆齣現的、被證明是極其有效的解決問題的思維模式。 6. 搜尋與排序的終極優化：搜尋與排序是幾乎所有計算任務的預處理步驟。我們將超越基礎的氣泡排序，深入探討分治法的典範——快速排序（Quick Sort）和歸併排序（Merge Sort）。讀者將理解它們的遞迴本質以及為何能達到 $O(n log n)$ 的效率極限。在搜尋方麵，我們將對二分搜尋法（Binary Search）進行細緻入微的分析，強調其對數據有序性的嚴格要求和極緻的速度。 7. 遞迴與動態規劃：處理重複子問題遞迴是優雅地錶達自身相關問題的強大工具，但若不當使用，會導緻災難性的效率損失。本章將清晰區分「好的」遞迴與「效率低下的」遞迴。隨後，我們將引入動態規劃（Dynamic Programming, DP）的概念，這是處理具有重疊子問題和最佳子結構問題的王牌策略。我們將詳細解析如何通過建立查找錶（Memoization 或 Tabulation）來避免重複計算，從而將指數級問題轉化為多項式級別的可解問題。 8. 貪婪選擇與迴溯法：決策的藝術貪婪演算法提供瞭一種快速、直觀的局部最適解策略。我們將探討在哪些情況下，局部最佳選擇能導嚮全局最佳解（例如，霍夫曼編碼的構建），以及何時這種策略會失敗。相對地，迴溯法（Backtracking）則是一種係統地探索所有可能解空間的窮舉策略。我們將通過經典的組閤生成、八皇後問題等範例，展示如何有效地剪枝（Pruning）搜索樹，從而實用化原本計算量極大的搜索任務。結語：構建永恆的工程素養《深入淺齣：從零開始建構高效能係統的基礎原理》的目標是為您的程式設計生涯提供一條堅實的底層脈絡。掌握這些基礎原理，意味著您不僅能編寫齣能工作的程式碼，更能編寫齣優雅、高效且具備前瞻性的程式碼。這些知識是真正的軟體工程師的共同語言，是跨越技術迭代周期的核心競爭力。通過本書的學習，您將不再是特定工具的使用者，而是能夠洞察任何軟體係統內部運作機製的架構師。

圖書目錄

第 1 章認識 C 語言、資料結構和演算法
1-1 認識 C 程式語言
1-2 C 語言的基本結構和執行流程
1-3 電腦語言翻譯機：編譯器和直譯器
1-4 資料結構和演算法
| APCS 觀念題練習

第 2 章數學運算子、變數與資料型態
2-1 運算子、變數和常數
2-2 運算式
| APCS 觀念題練習
2-3 整數和浮點數資料型態
| APCS 觀念題練習
2-4 printf()：閤併字串和資料
2-5 整理程式演算思緒的好幫手：虛擬碼和流程圖
| APCS 觀念題練習

第 3 章字串、字元編碼與自訂函式
3-1 確認資料型態大小以及注意事項
3-2 字元與字串資料型態
| APCS 觀念題練習
3-3 建立自訂函式
3-4 變數的儲存等級、有效範圍和生命週期
| APCS 觀念題練習

第 4 章流程控製：選擇 (selection) 與迴圈 (iteration) 敘述
4-1 讀取鍵盤輸入資料的 scanf() 函式
4-2 改變程式流程的 if 條件式
4-3 條件運算子
| APCS 觀念題練習
4-4 switch…case 控製結構
4-5 努力不懈的迴圈
4-6 使用輾轉相除法求最大公因數
4-7 continue 和 break 指令
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題購物車（堆積木）

第 5 章排列與隨機
5-1 內容不可改變的「常數」
5-2 產生隨機數字
5-3 排列圖案
5-4 常用的數學函式
5-5 判斷某數字是否為「阿姆斯壯數」
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題辨別三角形

第 6 章陣列與字串
6-1 基本資料結構：陣列
6-2 處理字串資料
6-3 文字位移加密（shift cipher）
6-4 刪除字串裡的空白字元
6-5 運用 string.h 函式庫處理字串
6-6 使用 strtok() 函式切割、擷取子字串
6-7 檢測迴文句子以及變數的有效範圍
6-8 計算大數據
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題修補圍籬 (壽司拼盤)
| APCS 實作題猜拳遊戲（甲蟲爭霸戰）
第 7 章遞迴和堆疊
7-1 遞迴：函式呼叫自己
7-2 認識「堆疊」記憶體區域和資料結構
7-3 利用 pythontutor.com 觀察程式運作狀況
7-4 河內塔問題
| APCS 觀念題練習

第 8 章指標與多維陣列
8-1 取址運算子與指標運算子
8-2 指標與加減運算
8-3 二維陣列：錶格式資料
8-4 用二維陣列儲存多筆字串資料
8-5 帕斯卡三角形和二項式係數
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題矩陣總和

第 9 章前置處理器、標頭檔與程式模組
9-1 外部 C 程式檔
9-2 前置處理指令與標頭檔
9-3 再談 extern（外部）與 static（靜態）儲存等級
9-4 #define：定義巨集
9-5 條件編譯
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題矩陣轉置
第 10 章自訂資料型態
10-1 列舉型態 enum
10-2 結構體（struct）
10-3 結構體陣列
10-4 在函式中使用結構體
10-5 讓記憶體空間華麗轉身的 union 自訂型態
10-6 位元欄位（bit-field）與位元資料操作
10-7 位元運算子（bitwise operator）與位移運算
10-8 互斥或（XOR）加密和解密
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題邏輯運算子

第 11 章演算法、資料排序和搜尋
11-1 測量執行程式的花費時間
11-2 評估演算法效率和大 O 符號
11-3 資料排序
11-4 氣泡排序原理與實作
11-5 快速排序原理與實作
11-6 求取中位數
11-7 二分搜尋法
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題購買力計算
| APCS 實作題成績指標
| APCS 實作題線段覆蓋長度
| APCS 實作題基地颱覆蓋問題

第 12 章動態配置記憶體與鏈接串列資料結構
12-1 動態配置記憶體
12-2 函式中的雙重指標參數
12-3 鏈結串列資料結構
12-4 使用區域變數指嚮串列的開頭
12-5 在串列的結尾新增節點
12-6 搜尋鏈接串列的內容
12-7 刪除節點
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題定時 K 彈（約瑟夫問題）

第 13 章樹狀結構
13-1 樹狀結構
| APCS 實作題樹狀圖分析
13-2 二元樹與平衡二元樹
13-3 使用鏈接串列建立二元樹
13-4 走訪與搜尋二元樹的節點資料
13-5 新增二元樹的節點
13-6 刪除節點
| APCS 觀念題練習
| APCS 實作題自動分裝（旅行團團員分配）

第 14 章圖形、佇列、最長距離與最短路徑
14-1 圖形結構
14-2 深度優先（DFS）與廣度優先（BFS）走訪
14-3 佇列（queue）與廣度優先（BFS）走訪
14-4 用陣列實作佇列
14-5 廣度優先走訪（BFS）程式實作
| APCS 實作題最長路徑（血緣關係）
14-6 計算最短路徑：Dijkstra（戴剋斯特拉）演算法
| APCS 實作題機器人移動路徑

第 15 章動態規劃
15-1 計算費式數列
15-2 背包問題
15-3 找零所需的最少硬幣數量
15-4 最長共同子序列
| APCS 實作題置物櫃（闆凳）齣租
| APCS 實作題勇者修練

第 16 章迴溯法與雜湊錶
16-1 走齣迷宮
16-2 N 皇後問題
| APCS 實作題美麗彩帶（完美序列）
16-3 可壓縮儲存空間的「雜湊錶（Hash Table）」
16-4 具備碰撞處理機製的雜湊函式
| APCS 實作題完美序列（雜湊版）

附錄 A 程式開發工具、GCC 以及 Makefile 編譯命令檔
A-1 安裝 Code::Blocks 程式開發工具
A-2 手動編譯 C 程式
A-3 其他 gcc 命令選項以及 gdb 除錯工具
A-4 封裝函式庫以及靜態連結函式庫
A-5 採用 makefile 檔編譯程式
A-6 在 Mac 電腦上安裝與設置 C 程式開發工具

附錄 B 讀寫檔案
B-1 文字檔和二進位檔
B-2 操作檔案的函式
B-3 讀取文字檔
B-4 寫入文字檔
B-5 採用 "w+" 讀寫與 "r+" 寫讀模式開啟檔案
B-6 在文字檔案中新增文字
B-7 以二進位形式讀寫檔案
B-8 處理多國語係字串：wchar_t 型態以及語言環境設定

附錄 C C++
C-1 處理標準輸齣∕輸入資料流以及命名空間
C-2 物件導嚮程式設計（OOP）與 string 字串物件
C-3 函式簽名、多載以及預設參數值
C-4 標準樣闆程式庫（STL）

索引

圖書序言

ISBN：9789863127291
規格：平裝 / 688頁 / 17 x 23 x 3.6 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
齣版地：颱灣

本書分類：電腦資訊> 程式設計/APP開發> 程式邏輯/演算法

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始翻閱這本書的時候，我最驚訝的是它在物件導嚮思想的引導上做得相當細膩。雖然C語言本身不是純粹的物件導嚮語言，但書裡卻巧妙地運用結構體（struct）和函式指標（function pointer）來模擬物件的概念，這對我建立高階語言的思維模式非常有幫助。很多教科書在教C語言時，往往就停留在記憶體配置和指標運算這些底層細節，對「如何組織程式碼」著墨不多。但這本不一樣，它似乎很早就意識到讀者最終目標是能夠寫齣結構清晰、易於維護的程式碼。書中的流程圖和狀態機的描繪，簡直是神來之筆，把抽象的演算法流程具象化瞭，讓我不再需要在大腦裡跑那個又慢又不穩定的模擬器。特別是當它開始講解動態規劃（DP）的時候，那種遞迴關係的視覺化呈現，真的有種「原來如此！」的豁然開朗感，這點對於那些在麵對複雜遞迴問題時容易迷失方嚮的學習者來說，簡直是救贖。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種邊工作邊進修的社會人士來說，時間成本是最大的考量。我沒辦法花費大量的時間去摸索書本的結構或找尋額外的參考資料，我需要的是一本能夠「直擊痛點」的書。這本書在資料結構的章節安排上，就充分展現瞭這一點。它沒有過度糾結於理論的數學證明，而是把重心放在如何用C語言實作這些結構，像是Linked List的節點操作、Binary Tree的遍歷方式，每一個實作步驟都有對應的程式碼註解和圖示輔助。更貼心的是，它在講解完每個結構之後，往往會立即接上幾道模擬APCS的題目類型，讓讀者能馬上檢驗自己是不是真的掌握瞭這個單元的精髓。這種即時迴饋的機製，極大地提高瞭我的學習效率，讓我不會在一個觀念上卡關太久，能夠保持穩定的學習節奏，這對維持學習的動力非常重要。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗，跟我過去啃那些翻譯自歐美的經典教材有著天壤之別。那種書往往結構嚴謹，但語氣和文化背景常常讓人覺得距離感很重，像是冰冷的公式堆砌。這本《超圖解C語言》的語氣非常親切，就像是一位很有經驗的學長在跟你分享讀書心得和應試訣竅。它不隻是在教你「怎麼做」，更在解釋「為什麼要這麼做」。例如，在討論不同排序演算法的時間複雜度時，它不隻是丟齣 O(n log n) 這樣的符號，而是用生動的例子去比較，為什麼在資料量大的情況下，快速排序會比氣泡排序快上那麼多倍。這種「知其所以然」的教學法，讓我對C語言的理解不再是片段式的記憶，而是形成瞭一個有邏輯的知識體係。對於要應付像APCS這樣強調實戰應用的考試，這種建立在深刻理解上的應用能力，纔是決勝的關鍵所在。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真的很有吸引力，那種亮黃配上深藍的配色，一看就知道是那種硬核但又講求清晰度的教材。我當初在找C語言跟資料結構的書的時候，光是看到書名就很心動，想說「超圖解」這三個字是不是真的有那麼神？畢竟現在市麵上的書很多都強調圖解，但實際內容往往還是密密麻麻的文字，讀起來很吃力。這本的編排方式，從基本的指標操作到進階的樹狀結構，每一步都像是有人在你旁邊手把手教學一樣，即使是像我這種對演算法有點望而生畏的讀者，也能比較輕鬆地消化。而且，它的範例程式碼都很貼閤實際應用場景，不會是那種為瞭湊篇幅而硬塞的無聊題目，這點對於準備APCS考試的人來說超級重要，因為考題很多時候就是考你對概念的靈活運用能力，而不是單純的背誦語法。總之，光從外觀和排版給我的第一印象，就覺得這本書的作者在教學上有下過一番苦心，希望能透過視覺化的方式，把複雜的觀念降維打擊。

评分☆☆☆☆☆

說真的，市麵上能把C語言的「指標」講得清楚透徹的書不多，這本書在這方麵下瞭很大的功夫。很多初學者一看到指標就頭皮發麻，總覺得它像個黑盒子。然而，這本書用非常具體的記憶體位址模擬圖，把指標變成瞭可視化的工具，讓你清楚看到變數的內容、變數的地址，以及指標本身儲存的地址。當它講解到指標的指標（Pointer to Pointer）或是二維陣列與指標的關係時，我發現自己不再是死記硬背規則，而是真正理解瞭記憶體是如何被組織和存取的。這種對底層運作的掌握，讓我對C語言的信心大增，也讓我能更自信地麵對那些關於記憶體洩漏（Memory Leak）或是陣列邊界檢查的陷阱題。這本書不隻是教你寫程式，它是在教你「成為一個更優秀的C語言工程師」，這份價值遠遠超過書本本身的定價。