程序设计与算法 Java语言版PDF电子书下载

第1部分 入门 3

第1章 表达式、变量和赋值 3

1.1简介 3

1.2我的第一个Java程序 3

1.2.1一个最简单的程序 3

1.2.2 Hello World 4

1.3用作计算器的表达式和程序 5

1.3.1算术运算和优先级次序 6

1.3.2数学函数 8

1.3.3声明常量 9

1.4给Java程序加注释 9

1.5缩进程序 10

1.6变量、赋值和类型检查 10

1.6.1用于存储中间值的变量 11

1.6.2为赋值和强制转换进行类型检查 14

1.6.3赋值的内部机制 16

1.7递增/递减变量 17

1.7.1递增的一般机制 17

1.7.2前递增与后递增 18

1.7.3用于求解二次方程的计算程序 19

1.8 Java输入/输出（I/O）基础 19

1.8.1计算并不意味着显示 20

1.8.2键盘输入 21

1.8.3文件重定向 22

1.9错误和调试的艺术 24

1.10集成开发环境（IDE） 26

1.11习题 27

1.11.1教师注意事项 27

1.11.2第一组习题 28

第2章 条件结构和循环 30

2.1指令工作流程 30

2.2条件结构：简单选择和多重选择 30

2.2.1分支条件：if…else… 30

2.2.2用于分支指令的三元运算符：谓词？A：B 32

2.2.3嵌套的条件语句 33

2.2.4用于比较的关系和逻辑运算符 35

2.2.5多重选择：switch case 37

2.3块和变量的作用域 39

2.3.1指令块 39

2.3.2嵌套块和变量作用域 40

2.4循环结构 41

2.4.1循环语句：while 41

2.4.2循环语句：do-while 42

2.4.3循环语句：for 44

2.4.4布尔算术表达式 45

2.5展开循环和程序终止 46

2.5.1展开循环 46

2.5.2永不终止的程序 46

2.5.3等价于通用while结构的循环 47

2.5.4随时利用break中止循环 47

2.5.5循环和程序终止 47

2.6验证程序：语法、编译和数值错误 48

2.7从命令行解析程序参数 50

2.8习题 52

第3章 函数和递归函数 55

3.1编写函数的优点 55

3.2声明和调用函数 55

3.2.1原型化函数 55

3.2.2基本函数的示例 57

3.2.3一个更精心设计的示例：迭代式阶乘函数 58

3.2.4带有条件语句的函数 59

3.3静态（类）变量 60

3.4函数参数的按值传递 62

3.4.1基本的参数传递机制 62

3.4.2局部内存和函数调用栈 63

3.4.3函数的副作用：改变调用环境 65

3.4.4函数签名和函数重载 67

3.5递归 68

3.5.1再论阶乘函数：一个递归函数 69

3.5.2斐波纳奇数列 70

3.5.3对数平均值 71

3.6终结递归以提高程序效率 72

3.7递归和图形 73

3.8中止问题：不可判定的任务 76

3.9习题 77

第4章 数组 80

4.1为什么程序员需要数组 80

4.2声明和初始化数组 80

4.2.1声明数组 80

4.2.2创建和初始化数组 81

4.2.3获取数组的大小：length 82

4.2.4数组的索引范围和越界异常 83

4.2.5释放内存和垃圾收集器 84

4.3数组引用的基本概念 84

4.4将数组用作函数参数 87

4.5多维数组：数组的数组 91

4.5.1规则的多维数组 91

4.5.2不规则的多维数组 93

4.6字符串数组和main函数 95

4.7数组的基本应用：查找 97

4.8习题 99

第2部分 数据结构与算法 105

第5章 对象和字符串 105

5.1为什么程序员需要对象 105

5.2声明类和创建对象 106

5.2.1构造函数和对象创建 107

5.2.2公共的null对象 109

5.2.3将对象用作参数的静态（类）函数 109

5.3对象和引用 111

5.3.1复制对象：克隆 112

5.3.2测试对象相等性 112

5.4对象的数组 114

5.5带有数组成员的对象 115

5.6标准化的String对象 116

5.6.1声明String变量并赋值 116

5.6.2字符串的长度：length（） 117

5.6.3字符串的相等性测试：equals（String str） 117

5.6.4比较字符串：字典序 118

5.7再论基本的程序骨架 121

5.8习题 122

第6章 查找和排序 126

6.1概述 126

6.2查找信息 126

6.3顺序查找 128

6.3.1顺序查找的复杂度 130

6.3.2动态添加对象 130

6.3.3二分/分半查找 132

6.4对数组进行排序 134

6.4.1通过选择进行排序：SelectionSort 134

6.4.2把选择排序扩展到对象 136

6.4.3选择排序的复杂度 138

6.5快速排序：递归排序 139

6.5.1快速排序的复杂度分析 140

6.6通过散列查找 140

6.7习题 143

第7章 链表 144

7.1简介 144

7.2单元和链表 144

7.2.1说明单元和链表的概念 144

7.2.2将链表作为一种抽象数据结构 145

7.2.3在Java中编写链表的程序 145

7.2.4遍历链表 146

7.2.5存储String元素的链表 147

7.2.6链表的长度 148

7.2.7动态插入：向链表中添加元素 149

7.2.8用于链表的优美打印程序 150

7.2.9从链表中删除元素 151

7.2.10编写链表的程序时常见的错误 152

7.3链表上的递归 152

7.4复制链表 154

7.5通过数组创建链表 155

7.6存储链表 156

7.6.1合并有序的链表 156

7.6.2链表的递归排序 158

7.7关于链表的总结 160

7.8链表的应用：散列 160

7.8.1开放地址散列 162

7.8.2利用链表解决冲突 164

7.9几种核心数据结构的比较 165

7.10习题 165

第8章 面向对象的数据结构 168

8.1简介 168

8.2队列：先进先出（FIFO） 168

8.2.1队列作为抽象数据结构：接口 168

8.2.2基本的队列实现：静态函数 169

8.2.3队列的应用：集合枚举 171

8.3优先级队列和堆 173

8.3.1检索最大的元素 174

8.3.2添加元素 174

8.3.3删除最上面的元素 176

8.4面向对象的数据结构：方法 177

8.5再论面向对象风格的数据结构 182

8.5.1面向对象的优先级队列 182

8.5.2面向对象的链表 183

8.6栈：后进先出（LIFO）的抽象数据结构 186

8.6.1栈接口和数组实现 186

8.6.2利用链表实现泛型栈 188

8.7习题 190

第9章 优化问题的范型 191

9.1简介 191

9.2穷尽搜索 192

9.2.1填充背包 192

9.2.2图解回溯法：八皇后问题 198

9.3贪心算法：用于获得有保证的近似解的试探法 202

9.3.1 0-1背包问题的近似解 202

9.3.2用于求解集合覆盖问题的贪心算法 207

9.4动态规划：0-1背包问题的最优解 213

9.5优化范型：复杂度分析概述 216

9.6习题 217

第10章 计算的科学 220

10.1数字世界 220

10.2计算的本性 222

10.3数字方程 222

10.4算法的起源和计算机 223

10.5 21世纪的计算机科学 223

第3部分 考试复习 227

第11章 考试与解答 227

参考文献 247