计算机科学概论（Python版）

目 录
第　1章 引言　1
1．1　什么是计算机科学　1
1．1．1　数据　2
1．1．2　算法　2
1．1．3　编程　4
1．1．4　抽象　5
1．1．5　解决问题和创造力　5
1．2　Picobot　5
1．2．1　Roomba问题　6
1．2．2　环境　6
1．2．3　状态　8
1．2．4　局部思考，全局行动　9
1．2．5　不管怎样　11
1．2．6　算法和规则　12
1．2．7　Picobot的挑战　13
1．2．8　一个迷宫，朋友们　13
1．2．9　不可计算的环境　15
关键术语　15
练习　15
判断题　15
讨论题　15
编程题　16
第　2章 函数式编程（第 一部分）　17
2．1　人类、黑猩猩和拼写检查程序　17
2．2　Python入门　18
2．2．1　命名事物　19
2．2．2　名称中有什么　20
2．3　更多数据：从数字到字符串　20
2．3．1　关于长度的简短说明　21
2．3．2　索引　21
2．3．3　切片　21
2．3．4　字符串算术　22
2．4　列表　23
一些好消息　23
2．5　在Python中使用函数　24
2．5．1　关于文档字符串的简短
说明　25
2．5．2　关于注释的同样简短的
说明　26
2．5．3　函数可以有多行　26
2．5．4　函数可以有多个参数　26
2．5．5　为什么要编写函数　27
2．6　做出决策　27
2．6．1　第二个函数示例　29
2．6．2　缩进　31
2．6．3　多重条件　32
2．7　递归　33
2．7．1　第 一个递归示例：
阶乘　34
2．7．2　回到编辑距离函数　36
2．8　递归揭秘　37
2．8．1　调用函数的函数　37
2．8．2　递归，真正的揭秘　39
2．9　我们来使用递归吧　44
2．9．1　递归设计　44
2．9．2　基本情况　44
2．9．3　使用递归进行设计　44
2．9．4　递归模式　47
2．9．5　可视化工具　47
2．10　取之弃之　48
2．11　编辑距离　52
2．11．1　distance的基本情况　52
2．11．2　distance的递归情况　53
2．12　结论　54
关键术语　55
练习　56
判断题　56
填空题　57
讨论题　57
编程题　58
第3章　函数式编程（第二部分）　59
3．1　密码学和素数　59
3．2　一等函数　61
3．3　生成素数　61
3．4　过滤　65
3．5　lambda　67
3．6　将Google放在map上　69
3．6．1　map　70
3．6．2　reduce　73
3．6．3　组合与mapReduce　74
3．7　函数作为结果　75
3．7．1　用Python做微积分　76
3．7．2　高阶导数　77
3．8　再谈RSA密码学　78
3．9　结论　82
关键术语　82
练习　83
判断题　83
填空题　83
讨论题　84
编程题　84
第4章　计算机组织　86
4．1　计算机组织概论　86
4．2　表示信息　87
4．2．1　整数　87
4．2．2　算术　88
4．2．3　负数思维　89
4．2．4　分数：拼接在一起　90
4．2．5　字母和字符串　90
4．2．6　结构化信息　91
4．3　逻辑电路　92
4．3．1　布尔代数　92
4．3．2　产生其他布尔函数　93
4．3．3　使用电路的逻辑　95
4．3．4　逻辑计算　97
4．3．5　内存　99
4．4　构建完整的计算机　100
冯　诺依曼架构　102
4．5　Hmmm　104
4．5．1　一个简单的Hmmm
程序　105
4．5．2　试用　106
4．5．3　循环　107
4．5．4　函数　109
4．5．5　使用栈来递归　111
4．5．6　保存“珍贵财产”　113
4．5．7　完整的Hmmm指令集　115
4．5．8　最后几句话　116
4．6　结论　117
关键术语　117
练习　118
判断题　118
选择题和简答题　119
讨论题　120
逻辑设计与编程题　120
第5章　命令式编程　122
5．1　计算机了解你（比你更了解你
自己）　122
我们的目标：音乐推荐系统　124
5．2　从用户那里获取输入　125
类型转换　125
5．3　重复任务：循环　126
5．3．1　底层的递归与迭代　127
5．3．2　有限迭代：for循环　128
5．3．3　如何使用循环控制
变量　129
5．3．4　累积答案　130
5．3．5　处理非预期的输入　134
5．3．6　不确定迭代：while
循环　134
5．3．7　for循环与while循环　135
5．3．8　故意创建无限循环　137
5．3．9　迭代是高效的　137
5．4　引用以及可变和不可变数据　138
5．4．1　按引用赋值　138
5．4．2　可变数据类型能用其他
名称更改　142
5．5　可变数据+迭代：挑选艺人　143
5．5．1　为什么要排序？因为运行
时间很重要　143
5．5．2　一种简单的排序算法：selectionSort　146
5．5．3　为什么selectionSort
有效　148
5．5．4　一种不同排序的swap　149
5．5．5　二维数组和嵌套循环　151
5．5．6　字典　153
5．6　读写文件　155
5．7　整合在一起：程序设计　156
5．8　结论　161
关键术语　161
练习　162
判断题　162
选择题和简答题　163
讨论题　164
编程题　165
第6章　面向对象的程序　167
6．1　简介　167
6．2　对象式思考　167
6．3　有理数解决方案　169
6．4　重载　173
6．5　打印一个对象　175
6．6　关于对象主题的更多讨论　176
6．7　用OOP实现图形　178
6．8　最后，机器人大战僵尸　181
6．9　结论　187
关键术语　188
练习　188
判断题　188
填空题　189
讨论题　189
编程题　190
第7章　问题有多难　192
7．1　永不结束的程序　192
7．2　3种问题：容易、困难和
不可能　193
7．2．1　容易的问题　193
7．2．2　困难的问题　194
7．2．3　不可能的问题　198
7．3　停机问题：不可计算的问题　205
7．4　结论　208
关键术语　208
练习　209
判断题　209
填空题　209
简答题和讨论题　210