算法導論中英文版下載

算法導論：

　　學過計算機的都知道，這本書可以說是全世界最權威的算法課程的大學課本了，基本上全世界的名牌大學用的教材都是它。這本書一共四位作者，Thomas H. Cormen，Charles E. Leiserson 和 Ronald L.Rivest 是來自 MIT 的教授，Clifford Stein 是MIT出來的博士，現在哥倫比亞大學做教授，四人姓氏的首字母聯在一起即是此書的英文簡稱(CLRS 2e)，其中第三作者 Ronald L. Rivest 是 RSA 算法的老大(算法名字里面的 R 即是指他)。

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現代計算機常用數據結構和算法（算法導論第一版中文版）(PDF)

Introduction to Algorithms, Second Edition(這是CHM格式的完美英文版，目錄、附錄、練習、插圖都不缺)

算法導論 MIT 的視頻課件：

　　該視頻課件共24講，由兩位教授講課，其中一位就是本書的作者 Charles E. Leiserson ，通過視頻，讓我們一起感受master的風采。由于每集有500M左右，不能提供本地下載，下面是麻省理工學院下載網址：（最好用多線程下載軟件慢慢下^_^）
???? http://cypress.csail.mit.edu/lectix/

內容簡介

程序設計是計算機專業學生學習的主要方向，然而，本書作者認為，算法的分析與構建比編程本身更重要，只有很好地解決了算法問題，才可能編寫出好的程序。為此，本書分三個部分討論了計算與算法的問題。第一部分主要回顧了西方歷史上各種社會范式的發展，使讀者可以了解科學的發展、社會的進步與人類對各種思維范式的研究緊密相關。第二部分概述了用于實現算法的偽代碼中的結構和組件、原子基本數據和操作、過程、函數、參數和遞歸等各種知識，還介紹了查找、排序、優化等算法，此外，關于面向對象范式、正確尋址、正確估算算法的資源成本等也在本部分有專門的章節介紹。第三部分的目標是幫助讀者了解什么樣的問題能用計算機解決，區分并發與并行的概念，同時進一步討論了如何將算法與實際問題相關聯，并給出了近50年來的各種編程范例。
????本書適合于各類院校的學生用做計算機知識入門課本，也是喜愛編程的人們培養分析問題能力的最佳參考資料。

算法導論(原書第2版)-圖書目錄:
出版者的話
專家指導委員會
譯者序
前言
第一部分基礎知識
　引言
　第1章算法在計算中的作用
　　1.1 算法
　　1.2 作為一種技術的算法
　第2章算法入門
　　2.1 插入排序
　　2.2 算法分析
　　2.3 算法設計
　　　2.3.1 分治法
　　　2.3.2 分治法分析
　第3章函數的增長
　　3.1 漸近記號
　　3.2 標準記號和常用函數
　第4章傳歸式
　　4.1 代換法
　　4.2 遞歸樹方法
　　4.3 主方法
　　4.4 主定理的證明
　　　4.4.1 取正合冪時的證明
　　　4.4.2 上取整函數和下取整函數
　第5章概率分析和隨機算法
　　5.1 雇用問題
　　5.2 指示器隨機變量
　　5.3 隨機算法
　　5.4 概率分析和指示器隨機變量的進一步使用
　　　5.4.1 生日悖論
　　　5.4.2 球與盒子
　　　5.4.3 序列
……
第二部分排序和統計學
　引言
　第6章堆排序
　第7章快速排序
　第8章線性時間排序
　第9章中位數和順序統計學
第三部分數據結構
　第10章基本數據結構
　第11章散列表
　第12章二叉查找樹
　第13章紅黑樹
　第14章數據結構的擴張
第四部分高級設計和分析技術
　導論
　第15章動態規劃
　第16章貪心算法
　第17章平攤分析
第五部分高級數據結構
　概述
　第18章 B樹
　第19章二項堆
　第20章斐波那契堆
　第21章用于不相交集合的數據結構
第六部分圖算法
　引言
　第22章圖的基本算法
　第23章最小生成樹
　第24章單源最短路徑
　第25章每對項點間的最短路徑
　第26章最大流
第七部分算法研究問題選編
　引言
　第27章排序網絡
　第28章矩陣運算
　第29章線性規劃
　第30章多項式與快速傅里葉變換
　第31章有關數論的算法
　第32章字符串匹配
　第33章計算幾何學
　第34章 NP完全性
　第35章近似算法
第八部分附錄：數學基礎知識
　引言
　A 求和
　B 集合等離散數學結構
　C 計數和概率
參考文獻
索引

算法導論(原書第2版)-圖書簡介:
●算法領域的標準教材，全球多所知名大學選用
　　●MIT名師聯手鑄就，被譽為“計算機算法的圣經”
　　●教學網址、視頻課程及在線學習中心，全方位學習模式
　　本書深入淺出，全面地介紹了計算機算法。對每一個算法的分析既易于理解又十分有趣，并保持了數學嚴謹性。本書的設計目標全面，適用于多種用途。涵蓋的內容有：算法在計算中的作用，概率分析和隨機算法的介紹。本書專門討論了線性規劃，介紹了動態規劃的兩個應用，隨機化和線性規劃技術的近似算法等，還有有關遞歸求解、快速排序中用到的劃分方法與期望線性時間順序統計算法，以及對貪心算法元素的討論。本書還介紹了對強連通子圖算法正確性的證明，對哈密頓回路和子集求和問題的NP完全性的證明等內容。全書提供了900多個練習題和思考題以及敘述較為詳細的實例研究。
　　本書內容豐富，對本科生的數據結構課程和研究生的算法課程都是很實用的教材。本書在讀者的職業生涯中，也是一本案頭的數學參考書或工程實踐手冊。
　　在有關算法的書中，有一些敘述非常嚴謹，但不夠全面，另一些涉及了大量的題材，但又缺乏嚴謹性。《算法導論》將嚴謹性和全面性融為一體。
　　本書深入討論各類算法，并著力使這些算法的設計和分析能為各個層次的讀者接受。各章自成體系，可以作為獨立的學習單元。算法以英語和偽代碼的形式描述，具備初步程序設計經驗的人就能看懂。說明和解釋力求淺顯易懂，不失深度和數學嚴謹性。
　　本書自第1版出版以來，已經成為世界范圍內廣泛使用的大學教材和專業人員的標準參考書。第2版增加了論述算法作用、概率分析與隨機算法、線性規劃等幾章。同時，對第1版的幾乎每一節都作了大量的修訂。一項巧妙而又重要的修改是提前引入循環不變式，并在全書中用來證明算法的正確性。在不改變數學和分析重點的前提下，作者將許多數學基礎知識從第一部分移到了附錄中，并在開始部分加入了一些富有誘導性的題材。
[看更多]

圖書目錄

第一部分    計算視角第1章    技術、科學與文化的發展史	21.1    技術創新與人類進化	21.1.1    歷史發展的模式	31.1.2    科學領域的范式變遷	31.1.3    范式變遷的特點	31.2    范式發展歷史的概述	41.2.1    原始部族意識時代	41.2.2    字母表和抽象思維的萌芽	41.2.3    絕對抽象思維的時代	51.2.4    機械的媒體技術	61.2.5    “機械”思維的時代	71.2.6    電子媒體技術	71.3    最近幾十年來技術發展回顧	81.3.1    社會形態變遷過程描述	81.3.2    正在形成中的社會形態的特征	91.3.3    新的社會形態的中心主題	101.4    正在形成中的社會形態	111.4.1    現象的算法概念	121.4.2    模擬和實驗的方法	121.4.3    得到的啟發	14習題	16第2章    算法模型	182.1    什么是算法	182.2    好算法的要素	212.2.1    精度	212.2.2    簡單	212.2.3    抽象分級	222.3    算法與計算機	242.3.1    計算機做什么	242.3.2    計算機與二進制數據	242.3.3    計算機中的抽象分級	252.3.4    比較算法與計算機程序	272.3.5    比較數據與信息	272.4    算法組件	282.4.1    數據結構	282.4.2    數據操作指令	282.4.3    條件表達式	292.4.4    控制結構	292.4.5    模塊	292.5    從計算視角看問題	302.5.1    用算法表達式構思行為	302.5.2    用過程構思展示行為的東西	302.5.3    用不同抽象等級構思算法	302.5.4    理解復雜度如何限制算法的有用性	312.5.5    撇開其他視角	32小結	33習題	34第二部分    算法工具第3章    基本數據與操作	383.1    算法語言	383.2    創建簡單變量	393.2.1    變量標識符	403.3    運算符	403.3.1    賦值運算符	403.3.2    基本操作	413.3.3    輸入/輸出運算符	423.4    原子數據類型	443.4.1    數字型	443.4.2    字符	443.4.3    布爾型	453.4.4    指針型	453.5    復雜數據類型	453.5.1    字符串	453.5.2    其他復雜數據類型	463.6    變量聲明和初始化	463.6.1    數據聲明的位置	463.6.2    選擇標識符名字	463.6.3    初始化變量	463.7    固定的數據	473.7.1    常量	473.7.2    文字值	473.8    一般規則	483.8.1    算法的一般結構	483.8.2    標識符格式	493.8.3    類型匹配	493.9    算法判定	503.9.1    基本判定	503.9.2    判定與數據類型	513.9.3    判定活動	513.9.4    復雜判定與布爾操作比較	543.9.5    嵌套的判定	56小結	59習題	59第4章    過程抽象的方法	624.1    基本思想	624.2    根據什么模塊化	634.3    對模塊接口的需要	634.3.1    參數	644.3.2    參數的三種基本類型	644.4    模塊的創建和使用	644.4.1    創建過程和函數	654.4.2    調用過程和函數	674.4.3    使用多個參數	684.5    參數表	714.6    數據作用域	714.6.1    作用域的三種有效范圍	724.6.2    變量的作用域	724.6.3    常量作用域	724.7    參數的類型	734.7.1    輸入參數	744.7.2    輸出參數	754.7.3    輸入/輸出參數	784.8    較大的范例	804.9    過程抽象的重要性	834.9.1    編寫算法	834.9.2    測試代碼	844.9.3    維護代碼	854.9.4    重用邏輯	854.9.5    在不同算法中重用編碼	874.10  遞歸控制	874.10.1  遞歸的兩種形式	884.10.2  跟蹤遞歸模塊的執行	894.10.3  用遞歸解決問題	904.10.4  使用堆棧來跟蹤代碼	914.10.5  遞歸的作用	94小結	96習題	97第5章    數據抽象的方法	1025.1    數據的意義	1025.2    組織多個數據塊	1035.3    記錄	1035.3.1    創建新的記錄數據類型	1045.3.2    訪問記錄的數據域	1055.4    類型與變量的區別	1055.4.1    數據類型擴展了語言	1055.4.2    數據類型的作用域	1065.4.3    用戶自定義數據類型的抽象能力	1065.4.4    匿名數據類型	1075.5    指針	1075.6    動態數據結構	1095.7    鏈表	1105.7.1    鏈表的結構	1105.7.2    使用指針來訪問節點	1115.7.3    使用指針來添加節點	1155.7.4    使用指針來刪除節點	1155.7.5    導航鏈表	1175.7.6    遍歷鏈表	1175.7.7    遞歸鏈表遍歷	1175.7.8    遞歸鏈表的查找	1205.7.9    簡化表達式的計算	1205.7.10  建立鏈表	1215.7.11  從鏈表中刪除值	1245.7.12  鏈表特性小結	1255.8    鏈接數據的作用域	1255.8.1    靜態與動態變量	1255.8.2    在鏈接數據的參數保護中的漏洞	1285.9    二叉樹	1295.9.1    遍歷二叉樹	1305.9.2    二叉查找樹	1325.9.3    中序遍歷BST 	1325.9.4    前序和后序遍歷	1355.9.5    查找二叉查找樹	1365.9.6    添加節點到BST中	1385.9.7    從BST中刪除節點	1385.10  圖	1395.11  迭代控制	1405.12  迭代與遞歸	1435.13  數組	1445.13.1    數組與鏈表	1465.13.2    遍歷數組	1465.13.3    查找數組	1475.13.4    更有效的數組查找	1475.14  常量的強大抽象能力	1495.14.1    易修改性	1495.14.2    可讀性	1505.15  創建新數據類型的強大抽象能力	1505.15.1    混合使用原子類型和復雜類型	1515.15.2    記錄數組	1515.15.3    記錄的記錄	1545.15.4    數組的數組	155小結	157習題	158第6章    構造算法的方法	1626.1    遍歷	1626.1.1    遍歷線性結構	1626.1.2    遍歷非線性結構	1636.1.3    堆棧和隊列	1646.1.4    廣度優先遍歷	1676.1.5    廣度優先遍歷的實現	1696.2    查找	1706.2.1    用遍歷實現簡單查找	1706.2.2    關鍵字域	1706.2.3    更有效的查找	1716.3    排序	1726.4    劃分與求解	1736.5    優化	1766.5.1    貪心算法	1766.5.2    動態編程	179小結	181習題	182第7章    現實世界對象的建模方法	1857.1    面向對象的范式	1857.1.1    面向對象方法的優勢	1867.1.2    面向對象方法應具有的特征	1867.2    實現良好的封裝性	1867.2.1    過程抽象和數據抽象的局限性	1877.2.2    抽象數據類型的概念	1877.2.3    使用類定義抽象數據類型	1887.2.4    使用對象來創建抽象數據類型的實例	1907.3    類的剖析	1907.3.1    public部分	1927.3.2    protected部分	1927.3.3    類中數據的作用域	1937.3.4    說明	1947.3.5    聲明和使用對象	1947.4    類屬參數和可重用性	1957.5    跟蹤對象行為的執行	1977.6    復制和克隆操作	1987.7    實現良好的可適應性	2017.7.1    繼承和擴展行為	2017.7.2    重新定義繼承的標識	2027.7.3    修改public/protected狀態	2047.7.4    繼承類型小結	2047.7.5    解決二義性	2057.8    實現多態性	2057.9    任何事物都是對象	208小結	213習題	214第8章    驗證正確性的方法	2188.1    Bug和調試	2188.1.1    二義性	2198.1.2    語法錯誤	2198.1.3    語義錯誤	2198.1.4    邏輯錯誤	2218.2    證明算法的正確性	2238.3    驗證法	2258.4    能做的最重要的事情	225小結	228習題	228第9章    估算成本和復雜度的方法	2329.1    性能度量	2329.2    工作度量	2349.3    所做工作的分析	2359.4    實際輸入與隨機輸入	2369.5    增加復雜度	2369.6    性能和數據結構	2409.7    進一步增加復雜度	2419.8    估算冒泡排序法的復雜度	2439.9    合理算法和不合理算法	2479.10  不合理算法的種類	250小結	252習題	252第三部分    計算的局限性第10章    并發與并行	25610.1    概述：并發與并行	25610.1.1    什么是并發	25610.1.2    什么是并行	25710.1.3    兩者之間的混淆	25710.2    并發	25810.2.1    多道程序設計	25810.2.2    多重處理	25810.2.3    多任務	25810.2.4    分布式系統	25910.3    并發中的問題	25910.3.1    保護	25910.3.2    公平性	25910.3.3    死鎖	26010.3.4    并發問題的總結	26110.4    并行	26110.5    并行的局限	26310.5.1    處理器的固定數量	26310.5.2    額外開銷	26410.5.3    依賴	26410.5.4    優先順序	268小結	271習題	271第11章    問題復雜度的層次	27411.1    問題復雜度	27411.2    開放式問題和閉合式問題	27511.3    簡單問題和復雜問題	27511.4    跨越界限的問題	27611.5    NP完全問題	27611.6    證明、預言和確定性	27711.6.1    證明	27811.6.2    預言	27811.6.3    確定性與非確定性	27911.7    NP完全問題和復雜問題	27911.8    不可判定問題	27911.8.1    不可判定問題的證明	281小結	282習題	283第12章    計算與算法的歷史	28512.1    原始范式	28512.2    抽象的出現	28512.3    完全抽象的范式	28612.4    機械裝置的出現	28612.5    機械論思想的范式	28612.6    實時連接的出現	28712.7    互聯過程范式	28712.8    未來趨勢	288

序言/前言

譯者    序20世紀最重要的發明是計算機，從表面上看，21世紀計算機和網絡的不斷應用將完全改變人們的生活方式，但是我們是否想過：今天的基因工程、生物醫學研
究、太空探測、每日天氣預報等，都與計算機科學有著密不可分的關系，計算機不僅從形式上改變了人們的生活，而且從思維的深處改變著人類了解世界、研究世界
的模式。這些說起來那么神奇，與普通人離得非常遙遠，可是翻開本書，從第1章、第2章短短的字里行間，我們就會了解我們每一個人都能充分理解人類進程的發展，并且
真實感受和參與了這場社會變革，而且隨著社會的變革，我們自覺與不自覺地改變了自己的思維——因為時代的思維范式確定了我們的行為。那么，我們這個時代的思維范式是什么？就是計算范式。它復雜嗎？難以理解嗎？不，一點也不，只要把思維的方式與真正的實現分離開來看，它不過是一種與菜
譜、游戲規則相類似的一組操作指令表，透過建立這些指令表的思維，不僅可以理解計算機的工作原理，而且可以學會建立自己的指令表，學會指揮計算機工作的思
維。其實我們每天都在執行很多指令序列，只是從沒有用專業術語即程序來稱呼這些指令序列，我們從沒有認真考慮過它們應該屬于計算范式的思維模式。本書回顧了西方歷史上各種社會范式的發展，以及伴隨范式而出現的科技進步、社會變革，并展望了現有思維范式的未來前景。其次用一種偽代碼語言帶領讀者開始
新思維的建立，并列舉了許多常見算法的實現，以及計算機能力的局限性。本書是為所有正在用計算機和打算用計算機的人們編寫的，它雖然是一本理論類的書籍，但它與實際操作只有一步之遙。讀者只要掌握任何一門計算機語言，就可以
將本書中的例題稍加改造而真正實現。同時，本書也是一本計算機科學的入門書籍，任何致力于培養計算機科學工程師的院校都可以選用本書作為教材。本書的翻譯是集體勞動的成果。翻譯人員有：楊東 
、章小莉、孫厚琴、汪永好、趙慧麟；此外，還得到了李正陽、王艷紅、朱德芳、王玉琴、張宇、范永斌、徐日、周韓、宋燕紅、曹馳、李珊、曹長宏等人的大力支
持。由于譯者水平有限，難免有錯譯或不當之處，敬請讀者批評指正。前          言概述本書和它代表的入門課程是我們在Georgia計算機技術學院（Georgia 
Tech）進行計算機教育努力的結果，與此同時達到了兩個目標：1. 修正眾所周知的計算機科學入門課程中存在的一些問題。2. 滿足各種需要計算機基礎知識的學生的要求。我們的努力已經被我們學校所在地區的人們廣泛承認：使得僅在兩年之內入學的新生人數從100人暴漲到1400人，現在該課程也被指定為大學教育中的核心課
程。因此，通過快速增長的入學人數，我們在所需的計算機入門教育新方法和班級管理技術方面獲得了經驗。順著這條路，我們建立了跟蹤學生的能力和學生對課程看法
的過程，根據結果，我們更多地知道我們努力的效果比別的方式更好，這一追蹤過程使我們能洞察新課程的開設將要冒多大的風險，也更相信獲得的成果，事實上這
是一個正面意義的成果。本書讀者和先行知識本書的讀者是各種學院和大學的廣大學生，從我們過去5年的經驗來看，所有教育和學習課程表上列有計算機科學、工程科學、自然科學、社會科學、數學、管理
學、結構學為主課的學生都可成為本書的讀者。我們僅缺乏對學習古典文學和健康科學的學生的教學經驗，因為Georgia 
Tech不提供這些學科的教育課程。學習本書知識不需要讀者受過任何大學教育，但需要具有高中基礎教育階段的代數學基礎和獨立思維的能力。本書使用方法說明事實上，最近的10年清楚地顯示計算機已經徹底地影響了科學、商業和通信。在這一點上，計算機與其他學科不同，計算機至少以兩種方式影響著每個人。在工具
類方面，計算機幾乎正改變著人類所統治的每個領域。在概念方面，計算機正提供思維框架，這構成了實際上各個學科的尖端研究的基礎。計算機無論是作為工具，
還是它的思維方式都是當今新的社會范式的基礎。這種新的范式正席卷整個現代社會。我們堅信計算機學科的教育應該擴大它的視角，以便在社會提升計算這個新角色的地位。對于全世界來說，C++與Java之間和UNIX與Windows之間
的不同，是一件小事。相反，對人類知識和理解力的歷史來說，廣泛地接受現象的算法模型是具有非常大的影響力的事情。在整個自然科學和行為科學中，藝術現在
的形式是用算法術語表達的模型化現象，它生產了算法可以模擬測試和優化的這些模型。算法為理論和經驗的學習提供了新的基本“游戲規則”基礎。我們堅信所有提供高質量教育的學院培養的學生應該接受算法思想的基本方法訓練，也有經驗表明，他們也應該將該課程添加到思維模式建立的訓練中。本書中面向
算法過程的建立不僅是計算機科學的主要內容，而且為廣大的自學學生提供了“21世紀的基礎知識”。計算機將導致人們生活現狀的改變。未來受過良好教育的人
們，需要知道計算機內部的思想和局限性。為此，我們的方法有三個主要目標：提供該領域的入門教育，提供該領域的概念內容和軟件訓練，以及為學生打好編程基
礎。目標1：提供領域的入門教育與其他學科課程不同，傳統的計算機科學課程沒有對學科的概念和智力基礎的實質性概述，相反，總是一開始就讓學生在沒有任何基礎的情況下“編寫程序”。與計算機相關的入門課程應該介紹些什么內容呢？一種可能是：入門課程應該給學生提供一個瀏覽計算機科學領域中各子學科的機會（例如在第四周必須了解操作系
統）。我們不是沿用這樣的老方法，因為我們的目的是使入門的學生理解計算機的主要思想，不是當前計算機科學各個組成部分的內容。我們發現，對計算機科學不
為主課的學生來說，“瀏覽”并不能使他們建立起基本概念（而且可能更糊涂）。我們采取的方法是認為計算機科學領域中核心的概念是算法，因此，我們把算法作為學習的主體。這種做法呼喚對基本思路的介紹，包括給一年級新生量身定做的基
本算法結構和一定的理論基礎。目標2：提供概念的介紹和軟件的訓練計算機的巨大沖擊使得全體大學生都必須掌握計算機的基本使用技能。在許多大學，已經出現對計算機使用和標準軟件應用相關的基本入門學習的需要。通常，這一
需求導致了將計算機作為工具的非編程課程的出現（例如，教育學生使用字處理軟件和電子表格軟件等）。我們堅決同意入門類計算機課程應該包含這些內容，但我們不同意這些內容就是全部。以我們的觀點，“應用程序的使用”著重的是技術問題，因此它可以放在實踐
類課程中完成，但它缺乏主要內容，因而對大學水平的課程來說，將它作為基礎課程是否合適是值得深思的問題。對我們來說，大學中學習怎樣使用電子表格獲得的
學分無疑等價于電子工程系的學生學習焊接工藝或機械工程技生學習焊接工藝類課程獲得的學分。因此，我們開設的“計算機入門”課程具有交叉類學科的特點，當講課與作業的主要內容是使用各種標準應用軟件時，學校教與學的重要內容是從概念上構建和分析
算法。本書提供教與學的訓練，我們堅信它與不追究實現細節的各類大學課程相似。另一方面，實驗自然有它的不同，要以任務研究和當地的計算機資源為基礎。我
們提供的實驗訓練要求以通用PC和基于PC的軟件為操作環境，且具備經由網絡實現對UNIX資源的訪問。在原理上，它能在局域網環境中得以實現，書中實驗
訓練內容由五大模塊組件構成：● 通信工具和設備。介紹電子郵件和新聞組、文本和圖形編輯、桌面出版系統和html主頁的創建。時間為4周。● 數據處理工具和設備。介紹數據庫、電子表格和解方程式軟件。時間為4周。● 問題求解。主要介紹解決特定學科問題的工具和設備的使用。時間為3周。● 
體驗編程。第二階段可稱為“編程入門”的序言，它介紹Java的基本知識，包括構建組件和快速產生原型，用模仿和娛樂的方法進行教學。時間為3周。● 實驗訓練估算。“告訴我你可以干什么”，基于實驗的最后測驗，安排在課程的最后階段。有關實驗訓練的更多信息和支持材料可以從面向用戶的出版網站（參見補充資料）獲得。目標3：為編程打基礎教授傳統編程入門課程的老師們的抱怨出奇地相似 
：在這類課程中，學生不理睬設計和實現的訓練，懷疑文檔的價值，不追求程序設計對問題的抽象，對答案“不求質量”。所有問題在于學生完全不理睬教師關于
“編寫”好程序應該做什么的教誨，這些及類似的教與學的問題無所不在。以我們的觀點看，所有這些問題是關于編程的傳統入門方法自然導致的結果，（a）因為
它們使設計和實現問題模糊不清；（b）過早地讓學生面對程序的實現任務；（c）課堂上一般過于強調特定語言環境中的結構和技術的實現。我們堅信讓學生在狹隘的特定語言環境（因此難以掌握有效的抽象）中積累經驗是傳統方法的目標，因為這種方法同時將學生放在編程環境中，要求他們必須解決好
算法執行需求問題（因此，暗含著強調學生對實現而不是設計更關心），其結果預示著：當學生“在與編譯器奮戰至夜里2點的時候，他們很快就失去了對設計與抽
象的全部感覺，所有的一切都被“在這里放個分號，在那里放個逗號，看工作嗎”的調試過程所取代。我們堅信要克服這種現象，需要把實現與調試和設計與抽象分
開來學習。經驗告訴我們：如果沒有將這兩方面的問題區別開來，學生將過分專注于后者，其結果是絕對難以讓他們關注前者，分散了他們學習前者的精力。因此，我們盡力做到在簡單的環境（寫偽代碼和畫圖方式）中學習抽象和設計的基本問題，在簡單環境中，由于學習中不接近編譯器，因此學員自身的能力決定了最
后自己的水平。關于這一點，清晰地表明設計和實現比語言編譯和算法的精確度更重要。一旦學生打下了設計和實現的基礎，我們才加上必須滿足計算機需求的學
習。我們堅決主張在第一階段課程（計算機入門）中，學生應該將精力集中在掌握邏輯抽象和設計的學習，以便他們進入第二階段學習（編程入門）時了解他們正在
努力干什么。第一階段是基本方法概念和技術介紹，第二階段的高級課程主要是學習有效設計、實現、測試和調試技巧與策略。簡而言之，我們認為給學生打下編程
基礎的秘密是直接讓他們獲得這些準備。我們相信，與之相反的做法（特別是當在入門課程學習C++和Java這樣的復雜語言時）都將是不明智的，只會取得不
好的效果。課程內容本書共分三大部分，它們是：第一部分：計算視角這一部分的內容不含技術。第1章介紹了西方歷史和科學中的計算問題，其目的是讓學生了解計算的視角，以及人類關于知識和我們生存的世界之間的關系。在這一
章中要觸發學生對大范圍而不僅是日常技術相關問題的好奇心。這一目標支持刺激學生進行反思，關注“大問題”的傳統教學目標。緊接著的第2章高度概括了什么
是算法、算法的組成和與算法術語相關的問題。內容選擇后續各章的學習可以不需要第1章做基礎，因此，第1章可以不講或作為選修材料。但是，從我們的經驗來看，大三或大四的學生通常反映這一章的內容（對應的第
一堂課）最能刺激他們整個大學期間的學習。第2章內容是后續課程的基礎，因此為必修課。第二部分：算法實現工具這些章占據本書的大部分篇幅。在第二部分，快速全面概括了算法結構和相關的偽代碼組成。第3章介紹基本數據和操作。第4章介紹過程抽象，包括過程、函數、
參數和遞歸。第5章介紹整個的數據結構，包括記錄、數組、鏈表、樹和圖。第6章介紹常用算法，如查找、遍歷、排序和優化算法。第7章介紹與結構相關的面向
對象范式。第8章解決改錯和驗證問題。第9章讓學生理解和估算算法成本和復雜度的方法，并掌握對它們的估算，正確區別合理的和不合理的性能。掌握這些章節
的知識之后，實際上學生已經準備好學習任何一種編程語言，已經完全掌握了軟件工程和計算機科學理論的基礎知識。內容選擇第3~6章為必修課，一章一章知識相互銜接。第7章介紹面向對象范式，對那些還不打算學習這種范式的人來說，可以跳過本章不學。對于學習者來說，第7章可
以直接在第6章之后學，也可以在第9章之后學。我們試驗過在課程的不同階段講授它，目前是在第6章之后講授它。經驗表明過早學習這一章（如在第5章之后）
效果不佳。但是如果放在第9章與第10章之間，則是可行的。將這部分內容移至第9章之后的主要優點是這種安排為排序算法的練習提供更多的解決方案，因此更
利于學生消化所學內容。第三部分：計算的局限性這一部分的目的是幫助學生理解計算機可以做什么和不可以做什么。第10章講述并發和并行，告訴學生如何通過并行突破可能的性能限制的邏輯關系。第11章擴
展了第9章中的算法到問題概述，向學生介紹了確定的、不確定的和NP完全問題的概念，也更進一步從實踐和理論的角度概括了計算機能解決的各種問題。最后，
第12章重回到第1章歷史發展的主題，同樣給出了各種西方歷史范式的發展和近50年來的各種編程范式的發展。內容選擇對尋找方法讓學生正確理解計算機能做什么和不能做什么的課程來說，這一部分是必修內容。對于只打算讓學生學習算法和相關結構編程基礎的課程來說，這一部分
可以選修。很顯然，我們的愿望是讓學生從一開始就打下良好的基礎，因此，這一內容作為必修課。同時，我們認識到有人可能不贊同這種課程目標和做這樣的優先
處理，另一些人可以希望用一整學期來學習前兩部分。給老師的話本書在下面幾個方面與一般的計算機科學入門課程用書不同：● 對入門課程來說，它認為應該把現代編程語言的教學轉變成“更多”理論的教學。當20世紀60年代中期第一門關于編程的入門課程出現時，這一課程是合理的必修課。那時，今天我們了解的計算機科學尚不存在，計算機就意味著編程，編程語
言本身很簡單，這一課程主要是教授僅有的幾個問題（如賦值、數據操作、原子數據類型、數組、if-then-else語句、帶參數的過程、文件操作和簡單
的文本I/O格式），簡言之，我們能夠教全部嗎？大多數時候，我們肯定能。在最近的30年中，關于計算機，幾乎所有的內容都發生了變化，現在當我們考察編程入門訓練時，我們不僅能找到原始課程中的八大術語，而且還存在有更多的內
容。現在，課程內容有指針、鏈表、樹、遞歸、結構設計、交互式調試器、交互式程序、人-機接口、屏幕圖形、大程序、軟件工程、復雜算法、多種語言、應用軟
件的應用，還有面向對象的設計和便攜式程序，并且按照三個因素在增長。更進一步看，我們發現上述所提的內容每一項都比以前更復雜，實際上，教和學受到的挑
戰被大量因素影響，而且難度越來越大。我們不是輕易決定要讓學生上這門課，因為可以看到高年級的學生已經養成了很不好的習慣，他們對設計沒有良好的認識，只追求僅有的軟件開發的感覺。錯，既不
在學生，也不出自教師，而是因為基于語句的設計自身的問題。就基本入門教材而言，它含的內容太多了，很難在很短的時間內教完。其結果是教得越少，學得就越
有效。學生學得很仔細，他們能用好指針，能遍歷數據結構，但是他們從來沒有以某種方式“獲得”我們要他們“得到”的知識——抽象、設計、實現和估算的綜合
能力。我們注意到我們從來沒有將這些內容放在一起教，學生也從來沒有將它們放在一起學和用。大部分時間我們沒有這么講，是因為課程中沒有足夠的時間來做這
件事。● 為了獲得時間，在真正的編程語言和真正的編程學習過程中，我們選擇跳過許多煩人的內容細節不講。現代編程語言有幾個煩人的方面。其中最煩人的是它們的語言和語義非常精密，使得實際用它們進行編程完成某個練習時往往受挫，特別是對初學者來說。實際上，
為了將學生從成功編譯和執行程序所需的要求中分離出來，專心我們要他們掌握的原理的學習，我們用偽代碼語言——不需要任何實用處理器的編譯或執行支持——
來完成這種分離。事實上，學生不再花難以計數的時間來與編譯器較勁，從而節省了大量的時間和精力。另外，由于僅將自己的精力集中在基本結構（或多或少），不理睬各種與實際語言的交互，也使我們節省了大量的時間。例如，不管復雜的I/O命令，只用簡單的
輸入和輸出語句，至少可以節省一周半的時間。只用單個循環而不是三或四重循環可以節省一周時間。只用單一分支語句可以節省半周時間。實際上，當我們努力讓
學生專心于算法的理解和學習時，我們就把大量非基礎語言細節的學習限制為最簡單的語法學習，省去了編譯和執行不通過的煩惱，這意味著我們可以集中精力學習
重要原理和它們的應用。我們知道學生會因一些難題而分心，所以我們去掉了大部分難題而沒有犧牲抽象的功能。● 給學生“更大的想像空間”。計算機教育幾乎與每個人有關，這一事實意味著我們不再在遇到高級決策課題時才開始重視主題的講解，這樣做意味著非主修計算機科學課程的學生不用面對語言，
減少了語法和編譯的困惑，這也意味著我們可以在低年級學生學習中實現計算機科學中關鍵原理的講解。因為在入門階段我們主要強調基本軟件工程原理（而不是關
心它們的實現），學生不會養成后面必須消除的壞習慣，因為我們早早地介紹的是絕對的原理和復雜理論的應用，學生從沒有機會“害怕”理論，使他們將算法的完
成看成是自然的和一般的問題。強調使用強大的軟件應用程序進行實踐與面向算法的學與做的訓練的組合，意味著學生通過抽象的算法原理和廣泛應用于這些復雜應用所需的模塊設計學會了使用這
些原理。因為學生在入門課程中徹底從概念上掌握了復雜的算法結構，當他們進入后續的“編程入門”課程時，知道了他們正努力做的事情是什么，以及為什么這樣
做。因此他們將以更加穩健的步伐在編程課上取得進步，比以前在編程方面可能取得更大、更多的進步。● 在面向結構與面向對象編程之間架起了橋梁。作為許多編程解決方案中的一種可選方法的面向對象編程（OOP）范式是為了替代費時費力的結構化程序設計范式而出現的。OOP范式有更多的語言特性，它暗
示著在算法設計上存在根本的不同。同時，世界上大多數東西是，并將繼續是嵌入在結構化范式中，因此，我們面對的尷尬是繼續使用眾所周知的、有一定效果的和
有用的結構化范式，還是轉而使用初現的OOP范式，不再顧及大多數學生和這些未來的員工在實際使用它們時它們存在的缺點。當然，我們堅信兩者都不可取。一方面我們不能不理睬向oop的發展，或通過Java向硬件獨立的OOP的發展。我們堅信Java語言，與www相互協作使
用，不久的將來將戲劇性地改變很多東西。同時，我們對面向結構方法正在走下坡路這一論點表示懷疑，特別是因為它可以當做OOP語言的基礎來學習，也因為結
構化方法確實在許多學生和雇員中擁有自己的地位。現在，我們選擇讓學生既學習面向對象范式，又學習OOP范式，因此，關于過程和數據抽象、算法方法的章節打下了面向結構范式的基礎，隨后通過僅需的結構知
識的學習，實現OOP方法基礎入門，從而使學生具備使用Pascal，Ada，C和FORTRAN的能力。他們也肯定有“操作能力”，能快速地在OOP的
Java和C++世界中游刃有余。對那些認為我們應該完全向oop方向轉換的人們，我們說“是的，但不完全是”。我們期望本書的未來版本會更多地在oop
方向上進行問題討論，但我們堅信，忽視結構化范式的時代還不會到來，這是軟件世界中的轉變時代，這一版圖書也在這方面有意做了努力。參考資料本書的參考資料如下：1. 
出版公司的網站，www.awl.com/cseng/titles/0-201-31451-7/，在那里可以找到早期關于“方法解釋”方面的應用程序
的實驗材料，找到與本書相關的參考資料。2. 教師手冊。含有我們從實踐中總結出來的特殊教學方法，以及例題的答案和建議的估算策略。3. 
作者的研究。包括各種教與學效果的跟蹤結果和優化策略，更有在整個課程學習過程中通過email與我們合作的合作伙伴的工作成果。致謝僅僅五年中，在 Georgia 
Tech大學我們嘗試了一種新方法來完成計算機教育的入門課程，并使它成為了大學的核心課程。從五年前的角度來看，任何一種改變看上去都不討人喜歡（如果
不是不可能）。我的朋友和同學Peter Freeman，Richard LeBlanc和Kurt 
Eiselt大力支持和鼓勵我走過了改變現存狀況的煩人過程。實際上，他們是使改變得以實現的人。另外，Richard 
LeBlanc也積極參與了課程和內容的修正。這個項目的核心思想是在眾多人的幫助下完成的，許多本科學生充當了教學助手，這些助手在課程中為了實現每學期幾百名學生從思想到工作過程的平穩過渡起了關
鍵作用。他們大多工作很長時間、獲得很少報酬，目的是使所在的學校更加完美。這些助手多得令人難以記住他們的名字，但要特別提到的有（按字母順
序）John Brewster，Mark Canup，Charlie Carson，Becky Carvin，Dameon 
Kindall，Brian McNamera，Jon Preston，Roy Rodenstein，Enda Sullivan和Brian 
Toothman，他們都對課程或書本的多方面做出了貢獻，解決了其中的不少問題，并初步試用了本書的內容。另外，Jason Bennett，Stu 
Bernstein，Mike Brogdon，Theresa Browne，Paul Griswold，Jim Hudson，Steven 
Knickerbocker，Danny Lentz，Geoff Menegay，Kristen Schaffer，Emily 
Stretch和Adrian 
Yang也做出了重要的貢獻，使得我認識到入門課程對畢業學生與教員的有價值的改革。就本人而言，我和學生們熱情和高興地共同工作著，我以極大的熱情向他
們推薦本書。我的工作是以廣泛流行的David Harel的工作為基礎的。我們認為他的書“Algorithmics: The 
Spirit of 
Computing”清晰地介紹了計算機科學的基本思想，原書的目的是給“有基礎的人們和計算機專家”看的，我們努力采用他的訓練方式對現代大學生進行培
訓，不管我們是成功還是失敗，正是Harel的工作激發了我們進一步努力，我們從他那里學到了他推薦給我們的一些我們不知道的方法，從而為我們打開了一個
激動人心的新世界。將一門課程和它相應的實驗寫成一本書是一件復雜和耗費經歷的工作。當我在Georgia 
Tech驗證本書的初稿時，它獲得了較高的評價。在準備本書的過程中，我從下列列出的人員那里得到大量無價的幫助，他們對原稿進行了評價和批評指正：耶魯
大學的Roger M. Smith，Potsdam SUNY的Charles Marshall，Southern Maine大學的StephenFenner，Austin Texas大學的R. Philip Bording，Stony Brook SUNY的Peter B. 
Henderson，Idaho大學的John Dickinson，Central Florida大學的Niel da Vitoria 
Lobo，Stonehill大學的Ralph Bravaco，North Carolina A&T州立大學的Ray 
Hawkins。由于他們的努力，本書的內容發生了巨大的變化。我從他們幾個坦率的有興趣的建議和與我合作的工作中受益匪淺。Addison Wesley 
Longman的許多人也在本書的寫作過程中給我提供了有益的幫助，幫我完成了工作，其中Dorothy Moore，Susan 
Hartman，Amy Willcutt，Julie Dunn和Tom ZiolKowski最值得一提。另外，編輯Stephanie 
Magean和Bobbie Lewis也幫我克服了不少文字上的問題。最后在我與AWL聯系之前，我幸運地從Debbie 
Berridge處取得有價值的支持和意見。Russell ShackelfordAtlanta, Georgia

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