正版L 程序员的数学 [日] 结城浩 ,管 杰 人民邮电出版社 9787115293688

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[日] 结城浩,管 杰 著
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店铺: 恒久图书专营店
出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115293688
商品编码:27611366352
包装:平装-胶订
出版时间:2012-10-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 程序员的数学
作者 结城浩 ,管 杰
定价 49.00元
出版社 人民邮电出版社
ISBN 9787115293688
出版日期 2012-10-01
字数
页码
版次 1
装帧 平装-胶订
开本 16开
商品重量 0.440Kg

   内容简介

  编程的基础是计算机科学,而计算机科学的基础是数学。因此,学习数学有助于巩固编程的基础,写出更健壮的程序。
  本书面向程序员介绍了编程中常用的数学知识,借以培养初级程序员的数学思维。读者无需精通编程,也无需精通数学,只需具备四则运算和乘方等基础知识,就可以阅读本书。
  书中讲解了二进制计数法、逻辑、余数、排列组合、递归、指数爆炸、不可解问题等许多与编程密切相关的数学方法,分析了哥尼斯堡七桥问题、少年高斯求和方法、汉诺塔、斐波那契数列等经典问题和算法。引导读者深入理解编程中的数学方法和思路。
  本书还对程序员和计算机的分工进行了有益的探讨。读完此书,你会对以程序为媒介的人机合作有更深刻的理解。


   作者简介

  结城浩(Hiroshi Yuki)
  生于1963年,日本技术作家和程序员。在编程语言、设计模式、数学、加密技术等领域,编写了很多深受欢迎的入门书。代表作有《数学女孩》系列、《程序员的数学》等。
  作者网站>.hyuki./

  译者简介:
  管杰
  毕业于复旦大学日语系。现为对日软件工程师,多年日语技术文档编写经验。爱好日汉翻译和日本文化史,译有《明解C语言:入门篇》等。


   目录

目录

章 0的故事——无即是有

本章学习内容 2

小学一年级的回忆 2

10进制计数法 3

 什么是10进制计数法 3

 分解2503 3

2进制计数法 4

 什么是2进制计数法 4

 分解1100 5

 基数转换 6

 计算机中为什么采用2进制计数法 8

按位计数法 10

 什么是按位计数法 10

 不使用按位计数法的罗马数字 11

指数法则 12

 10的0次方是什么 12

 10-1是什么 13

 规则的扩展 14

 对20进行思考 14

 2-1是什么 15

0所起的作用 16

 0的作用:占位 16

 0的作用:统一标准,简化规则 16

 日常生活中的0 17

人类的极限和构造的发现 18

 重温历史进程 18

 为了人类的极限 19

本章小结 20

第2章 逻辑——真与假的二元世界

本章学习内容 22

为何逻辑如此重要 22

 逻辑是消除歧义的工具 22

 致对逻辑持否定意见的读者 23

乘车费用问题——兼顾完整性和排他性 23

 车费规则 23

 命题及其真假 24

 有没有“遗漏” 24

 有没有“重复” 25

 画一根数轴辅助思考 26

 注意边界值 28

 兼顾完整性和排他性 28

 使用if语句分解问题 28

 逻辑的基本是两个分支 29

建立复杂命题 30

 逻辑非——不是A 30

 逻辑与——A并且B 32

 逻辑或——A或者B 34

 异或——A或者B(但不都满足) 37

 相等——A和B等 39

 蕴涵——若A则B 40

 囊括所有了吗 45

德·摩根定律 46

 德·摩根定律是什么 46

 对偶性 47

卡诺图 48

 二灯游戏 48

 首先借助逻辑表达式进行思考 49

 学习使用卡诺图 50

 三灯游戏 52

包含未定义的逻辑 54

 带条件的逻辑与(&&) 55

 带条件的逻辑或(||) 57

 三值逻辑中的否定(!) 58

 三值逻辑的德摩根定律 58

 囊括所有了吗 59

本章小结 60

第3章 余数——周期性和分组

本章学习内容 64

星期数的思考题(1) 64

 思考题(100天以后是星期几) 64

 思考题答案 64

 运用余数思考 65

 余数的力量——将较大的数字除一次就能分组 65

星期数的思考题(2) 66

 思考题(10100天以后是星期几) 66

 提示:可以直接计算吗 67

 思考题答案 67

 发现规律 68

 直观地把握规律 68

乘方的思考题 70

 思考题(1234567987654321) 70

 提示:通过试算找出规律 70

 思考题答案 70

 回顾:规律和余数的关系 71

通过黑白棋通信 71

 思考题 71

 提示 73

 思考题答案 73

 奇偶校验 73

 奇偶校验位将数字分为两个集合 74

寻找恋人的思考题 74

 思考题(寻找恋人) 74

 提示:先试算较小的数 74

 思考题答案 75

 回顾 75

铺设草席的思考题 77

 思考题(在房间里铺设草席) 77

 提示:先计算一下草席数 77

 思考题答案 78

 回顾 78

一笔画的思考题 79

 思考题(哥尼斯堡七桥问题) 79

 提示:试算一下 80

 提示:考虑简化一下 81

 提示:考虑入口和出口 82

 思考题答案 82

 奇偶校验 85

本章小结 86

第4章 数学归纳法——如何征服无穷数列

本章学习内容 88

高斯求和 88

 思考题(存钱罐里的钱) 88

 思考一下 89

 小高斯的解答 89

 讨论一下小高斯的解答 89

 归纳 91

数学归纳法——如何征服无穷数列 91

 0以上的整数的断言 92

 高斯的断言 93

 什么是数学归纳法 93

 试着征服无穷数列 94

 用数学归纳法证明高斯的断言 95

求出奇数的和——数学归纳法实例 96

 奇数的和 96

 通过数学归纳法证明 97

 图形化说明 98

黑白棋思考题——错误的数学归纳法 99

 思考题(黑白棋子的颜色) 99

 提示:不要为图所惑 100

 思考题答案 100

编程和数学归纳法 101

 通过循环表示数学归纳法 101

 循环不变式 103

本章小结 107

第5章 排列组合——解决计数问题的方法

本章学习内容 110

计数——与整数的对应关系 110

 何谓计数 110

 注意“遗漏”和“重复” 111

植树问题——不要忘记0 111

 植树问题思考题 111

加法法则 115

 加法法则 115

乘法法则 117

 乘法法则 117

置换 121

 置换 121

 归纳一下 122

 思考题(扑克牌的摆法) 123

排列 125

 排列 125

 归纳一下 126

 树形图——能够认清本质吗 128

组合 130

 组合 130

 归纳一下 131

 置换、排列、组合的关系 132

思考题练习 134

 重复组合 134

 也要善于运用逻辑 136

本章小结 139

第6章 递归——自己定义自己

本章学习内容 142

汉诺塔 142

 思考题(汉诺塔) 142

 提示:先从小汉诺塔着手 143

 思考题答案 146

 求出解析式 148

 解出汉诺塔的程序 149

 找出递归结构 150

再谈阶乘 151

 阶乘的递归定义 152

 思考题(和的定义) 153

 递归和归纳 153

斐波那契数列 154

 思考题(不断繁殖的动物) 154

 斐波那契数列 157

帕斯卡三角形 159

 什么是帕斯卡三角形 159

 递归定义组合数 162

 组合的数学理论解释 163

递归图形 165

 以递归形式画树 165

 实际作图 166

 谢尔平斯基三角形 167

本章小结 168

第7章 指数爆炸——如何解决复杂问题

本章学习内容 172

什么是指数爆炸 172

 思考题(折纸问题) 172

 指数爆炸 175

倍数游戏——指数爆炸引发的难题 176

 程序的设置选项 176

 不能认为是“有限的”就不假思索 178

二分法查找——利用指数爆炸进行查找 178

 寻找犯人的思考题 178

 提示:先思考人数较少的情况 179

 思考题答案 180

 找出递归结构以及递推公式 181

 二分法查找和指数爆炸 183

对数——掌握指数爆炸的工具 184

 什么是对数 184

 对数和乘方的关系 184

 以2为底的对数 186

 以2为底的对数练习 186

 对数图表 187

 指数法则和对数 188

 对数和计算尺 190

密码——利用指数爆炸加密 193

 暴力破解法 193

 字长和安全性的关系 193

如何处理指数爆炸 195

 理解问题空间的大小 195

 四种处理方法 195

本章小结 196

第8章 不可解问题——不可解的数、无法编写的程序

本章学习内容 200

反证法 200

 什么是反证法 200

 质数思考题 202

 反证法的注意事项 203

可数 203

 什么是可数 203

 可数集合的例子 204

 有没有不可数的集合 206

对角论证法 207

 所有整数数列的集合是不可数的 207

 所有实数的集合是不可数的 211

 所有函数的集合也是不可数的 212

不可解问题 213

 什么是不可解问题 213

 存在不可解问题 214

 思考题 215

停机问题 215

 停机 216

 处理程序的程序 217

 什么是停机问题 217

 停机问题的证明 219

 写给尚未理解的读者 222

 不可解问题有很多 223

本章小结 224

第9章 什么是程序员的数学——总结篇

本章学习内容 226

何为解决问题 229

 认清模式,进行抽象化 229

 由不擅长催生出的智慧 229

 幻想法则 230

 程序员的数学 231


   编辑推荐

如果数学不好,是否可以成为一名程序员呢?答案是肯定的。 《程序员的数学》适合:数学糟糕但又想学习编程的你

没有晦涩的公式,只有好玩的数学题。

帮你掌握编程所需的“数学思维”。

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   文摘

   序言

《程序员的数学》 作者: 结城浩 译者: 管杰 出版社: 人民邮电出版社 内容简介: 在快速发展的数字时代,编程语言的更新迭代如同疾风骤雨,但其背后蕴含的数学思想却如磐石般稳固,构成了计算机科学的基石。本书《程序员的数学》并非一本枯燥乏味的纯数学教材,而是以一种全新的视角,将抽象的数学概念与程序员日常所见的编程问题紧密结合,为读者打开一扇通往更深层次理解软件开发的大门。它旨在帮助每一位开发者,无论初学者还是经验丰富的工程师,都能夯实数学根基,提升解决复杂问题的能力,从而在技术浪潮中立于不败之地。 为何程序员需要数学? 许多初涉编程的爱好者,甚至是部分资深的从业者,可能会对“程序员为何需要数学”产生疑问。毕竟,日常的编码工作似乎更多地依赖于逻辑思维、语法掌握和解决具体业务场景。然而,深入思考便会发现,数学思想早已渗透到计算机科学的方方面面。从最基础的数据结构和算法设计,到复杂的图形学、人工智能、密码学,再到系统性能优化和可靠性工程,无一不闪烁着数学的光辉。 例如,理解二分查找算法的效率,就需要用到对数;设计高效的哈希表,需要对模运算和同余理论有一定认识;在进行性能分析和资源分配时,概率论和统计学能提供有力的工具;而现代的加密技术,更是建立在数论、代数等深厚的数学理论之上。即使在看似与数学无关的领域,比如数据库设计、网络协议、编译器原理,数学的严谨性和抽象思维能力也至关重要,它们能帮助开发者构建更健壮、更高效、更优雅的系统。 本书的独特之处在于,它并没有从数学本身出发,而是从程序员会遇到的实际问题和感兴​​趣的编程场景出发,引出相关的数学概念。这种“逆向工程”式的学习方法,能够极大地激发读者的学习兴趣,并使数学知识的学习更具实用性和针对性。你将发现,那些曾经让你头疼的编程难题,在数学的视角下,可能会变得豁然开朗;而那些让你惊叹的高效算法和精妙设计,其背后往往有着优雅的数学原理支撑。 本书涵盖的核心数学领域及其应用: 《程序员的数学》并非包罗万象,而是精选了对程序员而言最核心、最具实际应用价值的几个数学分支,并以清晰易懂的方式进行阐释。 集合论与逻辑: 这是计算机科学的基石。布尔代数、集合运算、逻辑推理是理解程序逻辑、数据结构(如集合、图)、数据库查询语言(SQL)、以及形式化方法的基础。本书将介绍如何运用集合的概念来组织和操作数据,如何利用逻辑运算符来构建复杂的条件判断,以及如何通过逻辑推理来分析程序的正确性。你会了解到,那些看似简单的 `if-else` 语句,背后隐藏着深刻的逻辑结构。 组合数学: 组合数学关注离散对象之间的计数、排列和组合。这在算法分析、图论、概率计算等方面至关重要。例如,理解排列组合的计算公式,可以帮助你分析算法的时间复杂度,评估不同解决方案的效率。在设计需要生成大量数据、遍历所有可能情况的程序时,组合数学的知识尤为宝贵。本书将通过实际的编程例子,让你体会如何运用组合学的思想来解决实际问题。 图论: 图论是研究点(顶点)与线(边)之间关系的数学分支。在计算机科学中,图无处不在:社交网络、地图导航、文件系统、网络路由、依赖关系、状态转移等等,都可以用图来建模。本书将介绍图的基本概念,如顶点、边、路径、连通性,以及常见的图算法,如广度优先搜索(BFS)、深度优先搜索(DFS)、最短路径算法(Dijkstra, Floyd-Warshall)。这些算法是解决许多实际问题的核心,理解它们背后的图论原理,将使你能够更有效地设计和实现相关功能。 概率论与统计学: 在当今大数据和机器学习盛行的时代,概率论和统计学的重要性不言而喻。它们是理解随机性、分析不确定性、构建预测模型、评估实验结果的必备工具。本书将从程序员关心的角度出发,介绍概率的基本概念、随机变量、期望、方差,以及一些常用的统计分布。你将学习如何运用这些知识来分析用户行为、进行A/B测试、理解机器学习模型的原理,甚至在编写模拟程序时,能够更准确地生成符合统计规律的数据。 线性代数: 线性代数是处理向量、矩阵和线性方程组的数学分支。它在计算机图形学、机器学习(尤其是深度学习)、数据分析、优化算法、以及许多科学计算领域有着广泛的应用。本书将介绍向量、矩阵的基本运算,线性变换的概念,以及如何利用它们来表示和处理多维数据。你将了解到,计算机图形学中的缩放、旋转、平移操作,本质上就是矩阵运算;而机器学习模型,很多都是基于线性代数构建的。 学习本书的独特优势: 面向程序员的语言: 本书采用的语言生动、形象,避免了纯数学著作的枯燥和艰深。作者善于将抽象的数学概念转化为易于理解的编程实例和类比,让读者在“做中学”,在“用中学”。 丰富的编程示例: 每一章节都配有精心设计的编程示例,这些示例不仅能够帮助读者理解数学概念,更能直接应用于实际的编程开发中。通过运行和修改这些代码,读者可以加深对数学原理的理解,并体会到其在实践中的威力。 循序渐进的难度: 本书的编排设计充分考虑了不同水平的读者。从最基础的概念讲起,逐步深入,确保读者能够稳步前进,不会因为前期的难度而望而却步。 提升解决问题的能力: 掌握了书中的数学思想,你将不仅仅是会写代码,更能理解代码背后的逻辑和效率,从而能够更深入地分析问题,设计出更优化的解决方案。 为进阶学习打下坚实基础: 对于希望深入学习人工智能、机器学习、数据科学、算法设计等领域的程序员来说,本书提供的数学基础将是不可或缺的。它为你铺平了通往更高级技术殿堂的道路。 谁应该阅读这本书? 计算机专业的学生: 无论是在校学生还是即将毕业的学子,本书都能帮助你巩固课堂所学,并将理论知识与实际应用相结合。 初级程序员: 希望快速提升技术能力,摆脱“只懂语法”的初级阶段,成为一名更具竞争力的开发者。 有一定经验的程序员: 想要突破技术瓶颈,深入理解算法、数据结构、系统设计背后的数学原理,提升解决复杂问题的能力。 对人工智能、机器学习、数据科学等领域感兴趣的开发者: 为进入这些前沿领域打下坚实的数学基础。 任何想要提升逻辑思维和抽象思维能力的编程爱好者。 结语: 在信息爆炸的时代,仅仅掌握一门编程语言是不够的。真正的技术实力,源于对底层原理的深刻理解。《程序员的数学》将是你提升技术深度、拓展技术视野的得力助手。它将带领你走进数学的世界,让你发现数学的优雅与力量,并将其转化为解决编程难题的强大武器。这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一次思维的启迪,一次能力的飞跃。拿起它,你将发现,编程的世界,原来可以如此丰富多彩,如此充满智慧!

用户评价

评分

这本书的内容对我来说,是一次宝贵的财富。我一直认为,在技术飞速发展的今天,程序员需要不断学习新的技术和工具,但有时却忽略了那些支撑这些技术和工具底层原理的数学知识。这本《程序员的数学》正好填补了我的这块空白。作者的讲解方式非常独特,他不是那种照本宣科的模式,而是像一位经验丰富的导师,娓娓道来,循序渐进。他将那些看似高深的数学概念,通过通俗易懂的比喻和生动的例子,呈现在我们面前。例如,在讲解集合论时,他会用现实生活中的各种物品进行分类,让你很容易理解集合、子集、交集、并集等概念。在介绍概率论时,他会用各种有趣的随机事件来模拟,让你在不知不觉中掌握概率计算的技巧。更让我惊喜的是,书中还包含了大量的与编程相关的应用案例,从算法的设计到数据结构的优化,再到机器学习模型的构建,都能看到数学的身影。这本书让我明白,数学不仅仅是数学家的事情,更是程序员提升自身硬实力、解决复杂问题的关键所在。它提供了一个全新的视角,让我能够更深入地理解和应用编程技术。

评分

说实话,起初我对这本书并没有抱太大的期望。市面上关于程序员的数学书籍,大多内容冗长,而且对初学者不够友好。但是,《程序员的数学》这本书彻底颠覆了我的看法。它用一种非常巧妙的方式,将原本枯燥乏味的数学知识,变得生动有趣。作者的语言风格非常轻松幽默,读起来一点也不费劲。而且,他非常善于用生活中的例子来解释抽象的数学概念,比如用扑克牌来讲解组合数学,用迷宫来解释图论,这些例子都非常贴切,让人一下子就能领悟其中的奥妙。这本书的结构安排也非常合理,从最基础的逻辑推理,到概率论、图论、线性代数等,一步步深入,循序渐进,即使是数学基础薄弱的读者,也能轻松跟上。让我印象深刻的是,书中不仅讲解了数学理论,还提供了大量的代码示例,让你能够将所学知识应用于实际编程中。这对于我这样一名动手能力强的程序员来说,简直是福音。这本书让我认识到,数学并不是程序员的“敌人”,而是帮助我们提升编程能力的重要“盟友”。它不仅教会了我知识,更重要的是,它改变了我对数学的看法,让我愿意主动去学习和运用它。

评分

这本书简直太棒了!作为一名苦苦挣扎在算法和数据结构中的程序员,我一直被数学的抽象概念搞得焦头烂额。市面上关于程序员数学的书籍也确实不少,但总感觉要么过于理论化,要么就是零散的知识点堆砌,难以形成系统性的认知。直到我翻开这本《程序员的数学》,才真正体验到茅塞顿开的感觉。作者的叙述方式非常独特,他并没有直接抛出枯燥的公式和证明,而是通过生动有趣的例子,将数学原理与编程中的实际应用紧密结合。比如,在讲解逻辑学时,他会用if-else语句来类比,让你瞬间理解命题之间的关系;在介绍概率论时,他又会用抽卡、掷骰子这样的游戏场景,让你玩着玩着就掌握了统计学的精髓。这本书的最大的亮点在于它的“循序渐进”和“触类旁通”。它从最基础的数理逻辑入手,逐步深入到集合论、群论、图论等更高级的数学分支,但每一步都讲解得非常透彻,即使是之前对数学毫无基础的读者,也能跟着作者的思路一步步理解。而且,书中提供的练习题也非常有针对性,能够帮助读者巩固所学知识,并将其应用于实际的编程问题中。这本书让我重新认识到了数学在编程中的重要性,也激发了我深入学习数学的兴趣。强烈推荐给所有希望提升编程功底的开发者!

评分

作为一名在编程领域摸爬滚打了几年的人,我深知数学基础对于程序员的重要性,但苦于找不到一本真正适合自己的书。市面上很多同类书籍要么过于学术化,阅读起来晦涩难懂,要么就是过于浅显,无法深入。直到我遇到了《程序员的数学》,才让我眼前一亮。这本书的讲解风格非常亲切,作者就像一位老朋友在和你分享知识,而不是在给你上课。他善于用生活化的语言,结合大量的实例,将复杂的数学概念解释得鞭辟入里。我尤其欣赏书中对每个数学概念的“拆解”和“还原”,它能够让你从最本质的地方理解数学的意义,而不是仅仅停留在公式的层面。例如,在讲解数理逻辑时,作者会通过非常直观的流程图和图示,让你理解逻辑运算的本质;在介绍图论时,他又会用城市交通网络、社交关系图谱等生动的例子,让你感受到图论在现实世界中的广泛应用。这本书的另一大特点是它的“实用性”。它不仅讲解了数学知识,更重要的是,它教会了你如何将这些数学知识应用到实际的编程问题中。通过书中提供的各种编程示例,你可以亲手去实践,去验证,从而加深理解,提升解决问题的能力。这本书让我对数学产生了浓厚的兴趣,也为我解决实际编程难题提供了强大的理论支持。

评分

我一直以为,只要掌握了基础的编程语言和常用的框架,就能成为一名合格的程序员。然而,随着项目经验的积累,我越来越发现,很多时候,瓶颈在于对问题的理解不够深入,对算法的优化不够到位,而这些都离不开数学的支撑。这本《程序员的数学》正是一本能够帮助我们突破瓶颈的利器。它并不是一本纯粹的数学教材,而是专门为程序员量身打造的数学读物。书中涵盖了程序设计中经常会遇到的数学概念,并且用一种非常直观、易懂的方式进行讲解。我特别喜欢作者在讲解过程中,反复强调数学概念与实际编程之间的联系。比如,在介绍线性代数时,他会用向量和矩阵来解释图像处理和机器学习中的一些基本操作,这让我一下子就明白了那些复杂的算法背后是如何运作的。这本书的另一个优点是它的“实践性”。它不仅仅停留在理论层面,还会给出很多具体的代码示例,让你能够亲手去验证书中的数学原理。这种理论与实践相结合的学习方式,大大提高了我的学习效率和理解程度。通过这本书,我不仅掌握了一些新的数学工具,更重要的是,我学会了如何用数学的思维去分析和解决编程问题。这本书绝对是每个进阶程序员必备的“武林秘籍”。

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