描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121344718
内容简介
本书是*大学计算机课程改革项目成果，是一本面向计算思维能力培养的大学计算机实践教程，力图从计算机问题求解的角度，引导学生利用可视化的程序设计工具进行问题描述和求解。书中引用和创作了丰富的实例，通过实例逐步介绍计算机问题求解的一般方法，通过设计对应的实验，使学生在实践中强化计算思维，提高计算思维能力。本书内容在结构上分为三部分：*部分（第1～8 章）为Raptor程序设计基础；第二部分（第9 章）为问题求解实例；第三部分（第10 章）为问题求解实验，包括基础实验和综合实验。 本书配套有丰富的教学资源，包括：PPT、电子素材、示例演示视频等。除此以外，本书特别添加了二维码技术，读者可以通过移动终端扫描本书封面上的二维码来观看相应示例的演示视频。 本书适用于高等学校低年级学生，可作为大学计算机实践课程的教材，也可作为理解计算思维、提高问题求解能力的参考用书，或者作为软件开发人员或计算机爱好者的自学用书。
目 录
第１ 章 概述……………………………………………………………………………… １
１?? １ 培养计算思维能力的重要性……………………………………………… １
１?? ２ 为什么培养计算思维能力需要实践……………………………………… ２
１?? ３ 如何进行面向计算思维能力培养的实践………………………………… ２
１?? ４ 程序、程序设计和程序设计语言………………………………………… ３
１?? ４?? １ 程序及其基本要素…………………………………………………… ３
１?? ４?? ２ 程序设计…………………………………………………………… ５
１?? ４?? ３ 程序设计语言………………………………………………………… ６
１?? ５ 算法和数据结构…………………………………………………………… ９
１?? ５?? １ 算法………………………………………………………………… ９
１?? ５?? ２ 数据结构…………………………………………………………… １１
１?? ６ 可视化的程序设计工具———Ｒａｐｔｏｒ ……………………………………… １３
１?? ７ 小结……………………………………………………………………… １４
第２ 章 Ｒａｐｔｏｒ 基本程序环境…………………………………………………………… １５
２?? １ Ｒａｐｔｏｒ 概述………………………………………………………………… １５
２?? １?? １ Ｒａｐｔｏｒ 主窗口……………………………………………………… １５
２?? １?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 主控制台…………………………………………………… １６
２?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 编程基本概念……………………………………………………… １７
２?? ２?? １ 标识符的命名规则………………………………………………… １７
２?? ２?? ２ 常量………………………………………………………………… １７
２?? ２?? ３ 变量………………………………………………………………… １８
２?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 运算符和表达式…………………………………………………… ２０
２?? ３?? １ 算术运算符和算术表达式…………………………………………… ２０
２?? ３?? ２ 关系运算符和关系表达式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ３ 逻辑运算符和逻辑表达式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 运算符优先顺序……………………………………………… ２２
２?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 函数………………………………………………………………… ２２
Ⅷ
２?? ４?? １ 基本数学函数……………………………………………………… ２２
２?? ４?? ２ 三角函数…………………………………………………………… ２２
２?? ４?? ３ 布尔函数…………………………………………………………… ２３
２?? ４?? ４ 随机函数…………………………………………………………… ２３
２?? ５ Ｒａｐｔｏｒ 基本环境及使用…………………………………………………… ２４
２?? ５?? １ Ｒａｐｔｏｒ 图形符号…………………………………………………… ２４
２?? ５?? ２ 观察窗口…………………………………………………………… ２５
２?? ５?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 工作区……………………………………………………… ２５
２?? ５?? ４ 使用菜单…………………………………………………………… ２７
２?? ５?? ５ 使用工具栏………………………………………………………… ２８
２?? ５?? ６ 执行流程图………………………………………………………… ２９
２?? ５?? ７ 设置图形符号属性………………………………………………… ３０
２?? ５?? ８ 折叠/展开控制流程图形符号………………………………………… ３４
２?? ５?? ９ Ｒａｐｔｏｒ 中的注释…………………………………………………… ３４
第３ 章 Ｒａｐｔｏｒ 流程控制………………………………………………………………… ３６
３?? １ Ｒａｐｔｏｒ 程序结构…………………………………………………………… ３６
３?? ２ 顺序结构………………………………………………………………… ３７
３?? ３ 选择结构………………………………………………………………… ３７
３?? ４ 循环结构………………………………………………………………… ３８
第４ 章 Ｒａｐｔｏｒ 数组及使用……………………………………………………………… ４０
４?? １ 一维数组的创建………………………………………………………… ４１
４?? ２ 二维数组的创建………………………………………………………… ４１
４?? ３ 数组元素个数的计算…………………………………………………… ４２
４?? ４ 数组的使用……………………………………………………………… ４３
４?? ５ 使用数组的注意事项…………………………………………………… ４３
第５ 章 Ｒａｐｔｏｒ 子图和过程的定义及调用……………………………………………… ４４
５?? １ 子图的定义和调用……………………………………………………… ４５
５?? ２ 过程的定义和调用……………………………………………………… ４６
第６ 章 Ｒａｐｔｏｒ 文件的使用……………………………………………………………… ４８
６?? １ 将数据输出到磁盘文件………………………………………………… ４８
６?? ２ 从磁盘文件输入数据…………………………………………………… ４９
第７ 章Ｒａｐｔｏｒ 图形窗口的基本操作…………………………………………………… ５３
７?? １ Ｒａｐｔｏｒ 图形窗口…………………………………………………………… ５３
７?? ２ Ｃｏｌｏｒｓ 色彩………………………………………………………………… ５５
７?? ３ 绘制图形………………………………………………………………… ５６
７?? ４ 键盘操作………………………………………………………………… ６０
７?? ５ 鼠标操作………………………………………………………………… ６３
７?? ６ 文本操作………………………………………………………………… ６５
７?? ７ 声音操作………………………………………………………………… ６７
Ⅸ
第８ 章 基本算法和算法策略…………………………………………………………… ６８
８?? １ 基本算法………………………………………………………………… ６８
８?? １?? １ 穷举法……………………………………………………………… ６９
８?? １?? ２ 分段函数…………………………………………………………… ６９
８?? １?? ３ 递推法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ４ 递归法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ５ 迭代法……………………………………………………………… ７４
８?? ２ 算法基本策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? １ 贪心策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? ２ 回溯策略…………………………………………………………… ７５
８?? ２?? ３ 分治策略…………………………………………………………… ８０
８?? ２?? ４ 动态规划策略……………………………………………………… ８２
第９ 章 问题求解实例…………………………………………………………………… ８５
９?? １ 基本语句………………………………………………………………… ８５
９?? ２ 数组的使用……………………………………………………………… ８６
９?? ３ 子图……………………………………………………………………… ９２
９?? ４ 过程……………………………………………………………………… ９６
９?? ５ 文件的使用……………………………………………………………… １００
９?? ６ 图形窗口的使用………………………………………………………… １０８
９?? ７ 综合实例………………………………………………………………… １１５
第１０ 章 问题求解实验………………………………………………………………… １４７
１０?? １ 实验一 基本元素和语句、程序的顺序结构……………………… １４７
１０?? ２ 实验二 程序的选择结构和循环结构……………………………… １５４
１０?? ３ 实验三 数组………………………………………………………… １６０
１０?? ４ 实验四 子图和子程序(过程) …………………………………… １６６
１０?? ５ 实验五 数据文件…………………………………………………… １７４
１０?? ６ 实验六 图形窗口、文本操作和图形绘制………………………… １８０
１０?? ７ 实验七 图形窗口与键盘和鼠标的交互…………………………… １８８
１０?? ８ 实验八 简单动画设计……………………………………………… １９８
１０?? ９ 实验九 综合实验一………………………………………………… ２０２
１０?? １０ 实验十 综合实验二………………………
１?? １ 培养计算思维能力的重要性……………………………………………… １
１?? ２ 为什么培养计算思维能力需要实践……………………………………… ２
１?? ３ 如何进行面向计算思维能力培养的实践………………………………… ２
１?? ４ 程序、程序设计和程序设计语言………………………………………… ３
１?? ４?? １ 程序及其基本要素…………………………………………………… ３
１?? ４?? ２ 程序设计…………………………………………………………… ５
１?? ４?? ３ 程序设计语言………………………………………………………… ６
１?? ５ 算法和数据结构…………………………………………………………… ９
１?? ５?? １ 算法………………………………………………………………… ９
１?? ５?? ２ 数据结构…………………………………………………………… １１
１?? ６ 可视化的程序设计工具———Ｒａｐｔｏｒ ……………………………………… １３
１?? ７ 小结……………………………………………………………………… １４
第２ 章 Ｒａｐｔｏｒ 基本程序环境…………………………………………………………… １５
２?? １ Ｒａｐｔｏｒ 概述………………………………………………………………… １５
２?? １?? １ Ｒａｐｔｏｒ 主窗口……………………………………………………… １５
２?? １?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 主控制台…………………………………………………… １６
２?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 编程基本概念……………………………………………………… １７
２?? ２?? １ 标识符的命名规则………………………………………………… １７
２?? ２?? ２ 常量………………………………………………………………… １７
２?? ２?? ３ 变量………………………………………………………………… １８
２?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 运算符和表达式…………………………………………………… ２０
２?? ３?? １ 算术运算符和算术表达式…………………………………………… ２０
２?? ３?? ２ 关系运算符和关系表达式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ３ 逻辑运算符和逻辑表达式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 运算符优先顺序……………………………………………… ２２
２?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 函数………………………………………………………………… ２２
Ⅷ
２?? ４?? １ 基本数学函数……………………………………………………… ２２
２?? ４?? ２ 三角函数…………………………………………………………… ２２
２?? ４?? ３ 布尔函数…………………………………………………………… ２３
２?? ４?? ４ 随机函数…………………………………………………………… ２３
２?? ５ Ｒａｐｔｏｒ 基本环境及使用…………………………………………………… ２４
２?? ５?? １ Ｒａｐｔｏｒ 图形符号…………………………………………………… ２４
２?? ５?? ２ 观察窗口…………………………………………………………… ２５
２?? ５?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 工作区……………………………………………………… ２５
２?? ５?? ４ 使用菜单…………………………………………………………… ２７
２?? ５?? ５ 使用工具栏………………………………………………………… ２８
２?? ５?? ６ 执行流程图………………………………………………………… ２９
２?? ５?? ７ 设置图形符号属性………………………………………………… ３０
２?? ５?? ８ 折叠/展开控制流程图形符号………………………………………… ３４
２?? ５?? ９ Ｒａｐｔｏｒ 中的注释…………………………………………………… ３４
第３ 章 Ｒａｐｔｏｒ 流程控制………………………………………………………………… ３６
３?? １ Ｒａｐｔｏｒ 程序结构…………………………………………………………… ３６
３?? ２ 顺序结构………………………………………………………………… ３７
３?? ３ 选择结构………………………………………………………………… ３７
３?? ４ 循环结构………………………………………………………………… ３８
第４ 章 Ｒａｐｔｏｒ 数组及使用……………………………………………………………… ４０
４?? １ 一维数组的创建………………………………………………………… ４１
４?? ２ 二维数组的创建………………………………………………………… ４１
４?? ３ 数组元素个数的计算…………………………………………………… ４２
４?? ４ 数组的使用……………………………………………………………… ４３
４?? ５ 使用数组的注意事项…………………………………………………… ４３
第５ 章 Ｒａｐｔｏｒ 子图和过程的定义及调用……………………………………………… ４４
５?? １ 子图的定义和调用……………………………………………………… ４５
５?? ２ 过程的定义和调用……………………………………………………… ４６
第６ 章 Ｒａｐｔｏｒ 文件的使用……………………………………………………………… ４８
６?? １ 将数据输出到磁盘文件………………………………………………… ４８
６?? ２ 从磁盘文件输入数据…………………………………………………… ４９
第７ 章Ｒａｐｔｏｒ 图形窗口的基本操作…………………………………………………… ５３
７?? １ Ｒａｐｔｏｒ 图形窗口…………………………………………………………… ５３
７?? ２ Ｃｏｌｏｒｓ 色彩………………………………………………………………… ５５
７?? ３ 绘制图形………………………………………………………………… ５６
７?? ４ 键盘操作………………………………………………………………… ６０
７?? ５ 鼠标操作………………………………………………………………… ６３
７?? ６ 文本操作………………………………………………………………… ６５
７?? ７ 声音操作………………………………………………………………… ６７
Ⅸ
第８ 章 基本算法和算法策略…………………………………………………………… ６８
８?? １ 基本算法………………………………………………………………… ６８
８?? １?? １ 穷举法……………………………………………………………… ６９
８?? １?? ２ 分段函数…………………………………………………………… ６９
８?? １?? ３ 递推法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ４ 递归法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ５ 迭代法……………………………………………………………… ７４
８?? ２ 算法基本策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? １ 贪心策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? ２ 回溯策略…………………………………………………………… ７５
８?? ２?? ３ 分治策略…………………………………………………………… ８０
８?? ２?? ４ 动态规划策略……………………………………………………… ８２
第９ 章 问题求解实例…………………………………………………………………… ８５
９?? １ 基本语句………………………………………………………………… ８５
９?? ２ 数组的使用……………………………………………………………… ８６
９?? ３ 子图……………………………………………………………………… ９２
９?? ４ 过程……………………………………………………………………… ９６
９?? ５ 文件的使用……………………………………………………………… １００
９?? ６ 图形窗口的使用………………………………………………………… １０８
９?? ７ 综合实例………………………………………………………………… １１５
第１０ 章 问题求解实验………………………………………………………………… １４７
１０?? １ 实验一 基本元素和语句、程序的顺序结构……………………… １４７
１０?? ２ 实验二 程序的选择结构和循环结构……………………………… １５４
１０?? ３ 实验三 数组………………………………………………………… １６０
１０?? ４ 实验四 子图和子程序(过程) …………………………………… １６６
１０?? ５ 实验五 数据文件…………………………………………………… １７４
１０?? ６ 实验六 图形窗口、文本操作和图形绘制………………………… １８０
１０?? ７ 实验七 图形窗口与键盘和鼠标的交互…………………………… １８８
１０?? ８ 实验八 简单动画设计……………………………………………… １９８
１０?? ９ 实验九 综合实验一………………………………………………… ２０２
１０?? １０ 实验十 综合实验二………………………
前 言
本书是一本针对非计算机专业学生进行计算思维能力培养的大学计算机实践教程，力图从计算机问题求解的角度，引导学生利用可视化的程序设计工具进行问题描述和求解，本书的使用对象是在校低年级的大学生，在经过5年的使用，广泛听取教师和学生的意见后，本书第3版主要修订了第10章问题求解实验的相关内容，具体如下:
(１) 更加注重问题求解思维的训练；
(２) 各实验都给出了要点叙述；
(３) 每个实验都给出了问题求解的算法描述；
(４) 对学生难以理解的知识点给出了实验示例；
(５) 实验内容更加合理。
通过本次修订，书中关于问题求解的知识性、实用性、趣味性大大提高，有助于培养学生的计算思维能力。通过问题求解，学生不但掌握了可视化编程工具，同时也提高了程序设计的能力和技巧。
本书难免有不足之处，竭诚希望得到广大读者的批评指正。
作 者
２０１８ 年７ 月
(１) 更加注重问题求解思维的训练；
(２) 各实验都给出了要点叙述；
(３) 每个实验都给出了问题求解的算法描述；
(４) 对学生难以理解的知识点给出了实验示例；
(５) 实验内容更加合理。
通过本次修订，书中关于问题求解的知识性、实用性、趣味性大大提高，有助于培养学生的计算思维能力。通过问题求解，学生不但掌握了可视化编程工具，同时也提高了程序设计的能力和技巧。
本书难免有不足之处，竭诚希望得到广大读者的批评指正。
作 者
２０１８ 年７ 月
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