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第1章 绪论1

1.1　程序设计的应用1

1.1.1 科学计算2

1.1.2　信息处理3

1.1.3　计算机辅助系统4

1.1.4　计算机控制与仿真系统5

1.1.5 人工智能5

1.2　程序设计的基本概念6

1.2.1　程序设计的本质6

1.2.2 问题求解的基本流程8

1.3　程序设计的环境10

1.3.1 程序设计与编程环境的关系10

1.3.2　程序设计环境的发展11

1.4　程序设计的发展11

1.4.1　程序设计简史12

1.4.2　程序设计的发展趋势14

1.5　程序设计的要素15

1.5.1　程序设计的辅助知识15

1.5.2　标准化基础知识16

1.5.3 良好的程序设计风格17

1.6　本书所用的工具语言18

1.6.1　C程序设计语言简述18

1.6.2　Java程序设计语言简述19

小结20

习题20

第2章　程序的结构22

2.1　程序的基本结构22

2.2　程序语言的字符集25

2.2.1　字符集的概念25

2.3.1 常量26

2.2.2 关键字26

2.3　常量和变量26

2.3.2　变量27

2.4　基本数据类型28

2.4.1　数值类型28

2.4.2 字符型30

2.4.3　布尔型31

2.4.4　枚举型32

2.5　表达式34

2.5.1 运算符34

2.5.2　赋值表达式37

2.5.3　输入输出语句38

2.6　典型的逻辑结构41

2.6.1 顺序41

2.6.2　条件41

2.6.3 循环46

2.6.4　goto语句53

小结54

习题55

第3章　程序设计语言翻译基础58

3.1　什么是编译程序58

3.2　与编译器相关的程序60

3.3　编译过程概述62

3.3.1 词法分析62

3.3.2　语法分析63

3.3.3 语义分析63

3.3.4 中间代码生成64

3.3.5　代码优化64

3.3.6　目标代码生成64

3.4　编译器中的主要数据结构65

3.3.7　符号表管理65

3.3.8　出错处理65

3.5　编译器结构中的其他问题67

3.6　编译运行时的环境69

3.6.1　程序执行时的存储器组织70

3.6.2　完全静态运行时环境71

3.6.3　基于栈的运行时环境72

3.6.4　动态存储器73

3.7　参数传递机制74

3.7.1 值传递75

3.7.2　引用传递75

3.7.3　值结果传递75

3.7.4　名字传递75

3.8.1　并行计算机76

3.8　并行编译基础76

3.8.2　并行编译系统的结构77

小结78

习题78

第4章 算法80

4.1　算法的概念80

4.1.1　算法设计在程序设计中的角色80

4.1.2　算法的特征81

4.1.3　算法的复杂度81

4.2　算法的描述82

4.2.1　用自然语言描述算法82

4.2.2　用流程图描述算法83

4.2.3　用N-S图描述算法84

4.2.4　用PAD图描述算法84

4.2.5　用伪代码描述算法85

4.3.1　算法的正确性89

4.3　算法分析89

4.3.2　算法的复杂度91

4.4　P与NP问题简介94

4.5 算法设计97

4.5.1 回溯法97

4.5.2　分支限界法102

4.5.3　贪婪法105

4.5.4　分而治之法110

4.5.5　动态规划法116

4.5.6　局部搜索法123

小结126

习题127

第5章　数据类型130

5.1　程序设计中的数据对象130

5.2.1　数据类型的描述132

5.2　数据类型的基本概念132

5.2.2　数据类型的实现133

5.2.3 声明134

5.2.4　类型检查和类型转换136

5.3　构造数据类型138

5.3.1 数组138

5.3.2　指针148

5.3.3　记录（结构体）163

5.4　抽象数据类型166

5.4.1　数据的抽象167

5.4.2　抽象数据类型的定义168

5.4.3　抽象数据类型的实现170

小结173

习题173

6.1　数据结构的基本概念177

6.1.1　数据的逻辑结构177

第6章　程序设计中常用的数据结构177

6.1.2　数据的存储结构178

6.1.3 数据的运算179

6.2　链表180

6.2.1 结点181

6.2.2　链表的构造182

6.2.3　链表的相关运算184

6.2.4　双链表和循环链表187

6.3 队列189

6.3.1 队列的定义189

6.3.2　队列的运算191

6.3.3 队列在程序设计中的应用193

6.4　树193

6.4.1　树的定义193

6.4.2　二叉树的概念194

6.4.3 二叉树的遍历197

6.4.4　线索二叉树200

6.4.5　二叉树在程序设计中的应用203

小结205

习题206

第7章　堆栈与递归程序设计208

7.1　堆栈208

7.1.1　堆栈的定义208

7.1.2　堆栈的应用211

7.2　递归程序设计216

7.2.1　递归的定义216

7.2.2　递归程序的设计219

7.2.3　递归函数的调用与堆栈228

7.2.4　递归程序的性能229

7.2.5 非递归化231

小结232

习题233

第8章　输入输出234

8.1　流和文件234

8.1.1　流和文件的概念234

8.1.2　流和文件的读写235

8.2　数据库244

8.2.1　数据库的概念244

8.2.2　数据库在程序设计中的应用246

小结266

习题267

第9章　程序正确性证明269

9.1 概述269

9.2　程序测试271

9.2.1 黑盒测试271

9.2.2 白盒测试275

9.3　数理逻辑基础277

9.3.1　命题逻辑278

9.3.2　谓词逻辑279

9.4　部分正确性证明281

9.4.1　不变式断言法281

9.4.2　子目标断言法286

9.4.3　公理化方法289

9.5　终止性证明294

9.5.1 良序集法294

9.5.2　计数器法298

9.6　结构化程序的正确性证明300

9.6.1　结构化程序300

9.6.2　正确性定理302

9.6.3　证明程序正确性的代数方法304

9.6.4　产生循环不变式的一种方法311

9.7.1　递归程序的模型313

9.7　递归程序的正确性证明313

9.7.2　结构归纳法315

9.7.3 良序归纳法316

小结317

习题318

第10章　结构化程序设计321

10.1 结构化分析／结构化设计编程思想321

10.1.1 结构化分析／结构化设计思想简介321

10.1.2　结构化程序设计思想简介327

10.2　函数的定义329

10.3　函数的调用333

10.3.1 函数调用的一般格式333

10.3.2　嵌套337

10.3.3　递归338

10.4　作用域规则340

10.5.1　标准库函数346

10.5　库函数346

10.5.2 自定义库函数347

10.6　编译预处理348

10.6.1　宏348

10.6.2 编译351

小结353

习题354

第11章　面向对象程序设计356

11.1　面向对象的思想356

11.1.1 面向对象的思想及其产生过程356

11.1.2　面向对象的基本概念359

11.2　面向对象建模362

11.2.1　面向对象建模的概念362

11.2.2　面向对象分析363

11.2.3　面向对象设计365

11.2.4　常用的面向对象建模技术366

11.3　面向对象程序设计376

11.3.1 面向对象程序语言376

11.3.2　程序语言中的OOP机制378

11.4　面向对象技术的发展393

11.4.1　构件393

11.4.2　分布式对象中间件396

11.4.3　基于面向对象技术的应用软件体系结构397

11.4.4　并发面向对象技术398

11.5　面向对象技术面临的问题400

小结400

习题401

12.1.2　对等网络程序设计404

12.1.1　联机多用户程序设计404

12.1 网络程序设计的发展404

第12章　网络程序设计404

12.1.3　客户机／服务器程序设计405

12.1.4　远程过程调用程序设计405

12.1.5　浏览器／服务器程序设计406

12.1.6　分布式程序设计406

12.2　UNIX环境网络编程406

12.2.1　基本概念406

12.2.2　socket编程409

12.2.3　TCP和UDP协议编程413

12.3 Windows环境下socket编程419

12.3.1 Winsock套接字420

12.3.2　Windows Sockets编程420

小结425

习题425

参考文献427