C語言基礎必修課(涵蓋「APCS大學程式設計先修檢測」試題詳解) (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡文龍

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計算機科學概論：從零開始的編程思維引導 書籍簡介 這是一本專為初學者設計的計算機科學入門讀物，旨在建立堅實的理論基礎與實踐能力。本書摒棄了特定語言的深度糾纏，轉而聚焦於計算機科學的核心概念、邏輯思維以及解決問題的方法論。對於那些對數據結構、算法效率、計算機系統原理感到好奇，但又不知從何下手的讀者來說，這本書提供了一條清晰、無痛的學習路徑。 第一部分：計算思維與數字世界（The Digital Landscape） 本部分首先探討計算機科學的哲學基礎。我們將深入淺出地解析“計算”的本質，它與人類邏輯推理的異同。 信息與表示： 數字世界的基石。我們將探討如何使用二進制（Binary）來表示幾乎所有信息，包括數字、文本、圖像和聲音。這不僅僅是簡單的轉換，更是一種對信息壓縮與精確性的深刻理解。我們將詳細講解位元（Bit）、位元組（Byte）的含義，以及不同編碼系統（如ASCII與Unicode的基礎概念）如何讓機器“理解”人類語言。 邏輯閘與布爾代數： 探討計算機硬件的基礎。通過對AND, OR, NOT, XOR等基本邏輯閘的分析，讀者將理解電路如何執行複雜的決策判斷。布爾代數（Boolean Algebra）不僅是數學工具，更是程序設計中條件判斷的理論依據。我們將展示如何使用真值表（Truth Tables）來驗證和簡化邏輯表達式，這對於理解程序流程控制至關重要。 數據類型與結構的抽象： 在不涉及特定編程語言語法的前提下，本章介紹如何對現實世界的對象進行抽象和分類，從整數、浮點數到更復雜的數據集合。理解不同數據類型在內存中的佔用和處理方式，是優化程序效率的第一步。 第二部分：算法的藝術與效率（The Art of Algorithms） 算法是計算機科學的靈魂。本部分專注於如何設計、分析和比較解決問題的步驟序列。 算法設計的基本範式： 介紹幾種主要的算法設計思路，包括遞歸（Recursion）——如何將大問題分解為自我相似的小問題；迭代（Iteration）——通過循環結構的重複執行來達到目標；以及分治法（Divide and Conquer）的通用應用。 效率分析的量化標準： 理解“快”和“慢”的區別。本章重點介紹大O表示法（Big O Notation），這是衡量算法性能的標準語言。我們將詳細分析常見的時間複雜度類別，如$O(1)$（常數時間）、$O(log n)$（對數時間）、$O(n)$（線性時間）、$O(n^2)$（平方時間）等，並通過實際案例說明它們在處理大規模數據時的性能差異。 核心搜索與排序算法： 深入剖析幾種經典算法的內部工作原理。 搜索： 線性搜索（Linear Search）與二分搜索（Binary Search）的效率對比及其適用場景。 排序： 介紹冒泡排序（Bubble Sort）的直觀性，選擇排序（Selection Sort）的思路，以及更高效的歸併排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的機制。重點在於理解它們的穩定性、內存使用與時間複雜度之間的權衡。 第三部分：數據組織與管理（Data Structures in Practice） 有效的數據結構是高效算法的載體。本部分將詳細闡述如何根據需求選擇和構建最合適的數據組織形式。 線性數據結構的精髓： 數組（Arrays）與鏈表（Linked Lists）： 比較它們在元素訪問、插入和刪除操作上的性能特點。理解內存連續性在性能上的重要性。 棧（Stacks）與隊列（Queues）： 闡述它們基於“後進先出”（LIFO）和“先進先出”（FIFO）原則的應用場景，例如函數調用堆棧和任務調度。 層級與關聯結構： 樹（Trees）： 介紹樹結構的基本術語（根、節點、葉子）。重點講解二元搜索樹（Binary Search Trees, BST）的結構和操作，以及平衡樹（如AVL或紅黑樹的概念介紹）如何保證搜索效率。 圖（Graphs）： 這是建模現實世界複雜關係的關鍵工具。我們將定義節點（Vertices）和邊（Edges），並介紹圖的兩種主要表示方法：鄰接矩陣（Adjacency Matrix）和鄰接列表（Adjacency List），分析各自的優缺點。 圖的遍歷與最短路徑： 介紹兩種基本的圖遍歷策略：廣度優先搜索（BFS）和深度優先搜索（DFS），並簡要介紹如何利用這些結構來解決網絡分析和最短路徑問題的基礎思路（如Dijkstra算法的原理概述）。 第四部分：計算機系統基礎概念（The Machine Under the Hood） 了解程序如何在硬件上運行，是寫出高效代碼的必要條件。本部分提供對計算機體系的概覽。 計算機體系結構的簡要歷史與構成： 介紹馮·諾依曼架構的基本組成部分——運算器、控制器、存儲器和輸入/輸出設備，以及它們如何協同工作。 內存層次結構與性能影響： 探討從CPU寄存器、高速緩存（Cache）到主內存（RAM）再到輔助存儲（硬盤/SSD）的層級結構。理解局部性原理（Locality of Reference）如何指導程序優化，使數據盡可能靠近處理器。 操作系統的角色： 簡要介紹操作系統作為資源管理者（內存、進程、文件）的核心職責。重點放在進程（Process）與線程（Thread）的概念區分，以及併發性（Concurrency）的基礎概念，為後續學習多任務處理打下基礎。 總結與展望 本書旨在提供一個語言無關的、強大且深入的計算機科學基礎框架。它幫助讀者建立一套嚴謹的、可移植的解決問題的工具箱，使讀者在面對任何一門新的編程語言或技術棧時，都能迅速抓住其底層的邏輯和效率考量。這是一份通往更高級計算機科學領域（如編譯器設計、操作系統、高性能計算等）的堅實橋樑。

评分☆☆☆☆☆

這本《C語言基礎必修課》簡直是為我這種程式設計新手量身打造的入門聖經！我過去嘗試看網路上那些零散的教學文章和影片，每次都搞得霧裡看花，特別是當我看到指標（Pointer）這個魔王級觀念時，簡直想直接關掉電腦。但這本書的編排邏輯實在是太清晰了，它不像有些教科書直接把一堆學術名詞砸在你面前，而是用非常生活化的比喻來解釋C語言的核心概念。像是解釋記憶體分配那一段，作者竟然用「倉庫管理員」的比喻，讓我瞬間就懂了什麼是動態記憶體配置，這比我之前看的任何教材都來得生動易懂。而且，光是基礎語法結構的講解就佔了將近三分之一的篇幅，這對紮實基礎非常重要。我特別欣賞它在每個章節後面都附有「課後練習與思考」的單元，這些題目設計得非常巧妙，不會難到讓人想放棄，但又足夠讓你動手實作，真正把學到的東西內化。對於我這種想從零開始學好C語言，未來或許還想挑戰大學程式設計課程的學習者來說，這本書的深度和廣度拿捏得恰到好處，簡直是CP值爆棚的選擇，書本的厚度讓人看了就覺得很有份量，充滿了可靠的知識感。

评分☆☆☆☆☆

這次購買《C語言基礎必修課》完全是衝著它「涵蓋APCS試題詳解」這個標題來的，因為我下學期就要面對這個檢測，壓力山大。然而，讀完前面幾個章節後，我發現這本書的價值遠遠超過了應試的需求。最讓我感動的是，書中針對「除錯（Debugging）」這個環節的篇幅居然佔了相當大一部分。它並沒有提供一個萬靈丹去解決所有Bug，而是教導我們如何系統性地找出問題所在，例如如何有效地使用`printf`進行追蹤，以及如何解讀編譯器給出的錯誤訊息。在實際操作中，編譯器給出的錯誤訊息常常讓人摸不著頭緒，但書中列舉了幾十種常見的錯誤代碼及其對應的程式碼錯誤，配上明確的修正建議，這簡直是實戰經驗的濃縮。這種重視實務操作和除錯能力的編排，顯然是經過多年教學經驗淬煉出來的。對於我這種害怕寫出來的程式碼到最後一堆Bug的學習者來說，這本書就像是給我配備了一個隨身的除錯教練，讓我信心倍增，準備好迎接各種挑戰，這本書的實用性無庸置疑。

评分☆☆☆☆☆

作為一個已經接觸過其他語言（像是Python）一段時間，想回頭補強底層知識的學習者，我對這本《C語言基礎必修課》的結構安排感到非常滿意。它沒有一開始就急著教你輸入輸出，而是非常務實地從資料型態、變數宣告，以及最基礎的運算符號開始著手，這對我這種自學者來說，反而是一種回歸本源的紮實訓練。書中花了大量的篇幅來解釋C語言與硬體層面更緊密的關係，例如不同系統架構下整數的儲存方式，這在高級語言中是完全被抽象掉的部分。這種「知其所以然」的教學方式，讓我對整個電腦運作的機制有了更深層的理解，而不僅僅是學會了語法。特別是關於字元陣列（String）的處理，它詳細闡述了NULL結尾的意義和常見的緩衝區溢位（Buffer Overflow）陷阱，這對於後續要學習系統程式設計或資安領域是非常關鍵的知識點。這本書的紮實度，絕對能支撐起後續更進階的學習，絕非浪費時間的入門讀物。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，我原本對這類「檢測必修課」的書籍抱持著懷疑態度，總覺得那種書大概就是把歷屆試題硬塞進來，然後用一些冷冰冰的解釋帶過，讀起來非常枯燥乏味。但是《C語言基礎必修課》完全打破了我的刻板印象。它不僅僅是針對APCS（大學程式設計先修檢測）的備考用書，它更像是一本紮實的程式設計思維養成手冊。最讓我驚豔的是，它對於APCS試題的解析，不只是告訴你「這個答案是什麼」，而是深入剖析了出題者的思維陷阱和考察的重點概念。舉例來說，對於遞迴（Recursion）的題目解析，書中不僅提供了標準解法，還用流程圖的方式一步步拆解了呼叫堆疊的過程，這種鉅細靡遺的分析，讓我對遞迴不再感到畏懼。而且，書中的範例程式碼都寫得非常乾淨、結構良好，完全符合業界的編碼規範，這對我這種未來想走軟體開發的學生來說，是無價的學習範本。看完前幾章，我已經感覺到自己在面對複雜邏輯時的反應速度有明顯提升，這本書的含金量絕對不只在於應付考試，更在於建立正確的程式邏輯骨幹。

评分☆☆☆☆☆

說真的，現在市面上的C語言書籍多如牛毛，但真正能讓人「讀得下去」的卻是鳳毛麟角。很多書的排版就像是把程式碼直接貼上來，完全沒有顧慮到讀者的視覺疲勞。這本《C語言基礎必修課》在視覺設計上給了我極大的驚喜。它的字體大小適中，行距和段落間距都經過精心調整，即便是長時間閱讀，眼睛也不容易感到疲勞。更別提它的圖表和示意圖了，那些用來解釋資料結構（像是鏈結串列或樹狀結構）的圖示，清晰到幾乎不需要文字輔助就能理解其運作原理。對於我這種偏好視覺學習的讀者來說，這簡直是救星。我習慣一邊看書一邊在筆電上敲程式碼驗證，這本書的排版讓我在螢幕和書本之間切換時，資訊的擷取效率非常高。老實說，光是為了它舒服的閱讀體驗，我就願意推薦給身邊所有想學C語言的朋友，它讓枯燥的基礎課程變得像在看一本設計精良的技術雜誌。