"Concrete Abstractions An Introduction to Computer Science Using Scheme" 是一本计算机科学入门教材,主要教授编程基础和数据结构,特别的是,它鼓励初学者不仅编写程序,还进行定理证明和算法分析。该书使用 Scheme 语言作为教学工具,强调理论与实践的结合。虽然已停止印刷,但可以通过 http://www.gustavus.edu/+max/concrete-abstractions.html 免费获取。 在本书中,作者 Max Hailperin、Barbara Kaiser 和 Karl Knight 提供了一种以 Scheme 语言为基础的教学方法,旨在为初学者提供深入理解计算机科学概念的机会。Scheme 是一种基于 Lisp 家族的函数式编程语言,以其简洁的语法和强大的抽象能力而闻名,适合教学和学习基本的计算原理。 书中的内容可能包括以下几个方面的知识点: 1. **编程基础**:讲解 Scheme 语言的基础语法,如表达式、变量、赋值、条件语句、循环等,帮助学生建立编程思维。 2. **数据结构**:介绍基本的数据组织形式,如列表、栈、队列、树和图,以及操作这些数据结构的算法,如遍历、查找和排序。 3. **函数式编程**:深入探讨 Scheme 的函数式特性,包括高阶函数、闭包、递归和 lazy evaluation,培养学生的函数式编程思维方式。 4. **逻辑与证明**:通过形式逻辑系统,教学生如何构造和验证证明,这对于理解和设计正确性的算法至关重要。 5. **算法分析**:讲解时间复杂度和空间复杂度的概念,让学生学会分析算法的效率,并能优化代码性能。 6. **抽象与模块化**:介绍如何通过定义过程(函数)和使用宏来实现抽象,以及模块化设计的基本原则,提高代码的可读性和可维护性。 7. **问题解决技巧**:教授如何将复杂问题分解为更小的部分,以及如何使用计算机解决问题的策略。 8. **实践项目**:包含一系列的编程练习和项目,让学生将所学应用到实际问题中,巩固理论知识。 通过这本教材,学生不仅能掌握编程技能,还能建立起对计算机科学核心概念的深刻理解,包括计算理论、数据表示和算法设计。同时,使用 Scheme 这样的动态语言,使得学习过程更加直观和富有乐趣。书中提供的免费在线版本方便学生随时查阅和学习,是计算机科学初学者的理想教程。
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