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廊坊市，河北省地级市，位于河北省中部偏东，北临首都北京，东交天津，南接沧州，西连保定，地处京津冀城市群核心地带、环渤海腹地。廊坊市辖两个区、两个县级市及六个县，总面积6429平方千米；2019年末，常住人口492.05万人。

廊坊市位于华北平原中东部，北起燕山南麓丘陵地区，南抵黑龙港流域，大部分为凹陷地区。廊坊市地处中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候，四季分明。廊坊市地处海河流域中下游，素有“九河下梢”之称。境内有5条铁路干线，7条高速公路，10条国家和20条省级公路。廊坊地域曾涌现出西晋文学家张华、唐代诗人王之涣、北宋名相吕端、宋代文学家苏洵、元代名相史天泽、明代农民起义领袖刘六、刘七等人物。 [1] 

2019年，廊坊市生产总值完成3196亿元，人均生产总值为66583元；城镇居民人均可支配收入40435元；农村居民人均可支配收入16865元。

编写本书的动机源于我们对进一步革新计算机科学核心课程的需求。作为对讨论了计算科学入门课程的“Denning报告”（Denning、P. J.、D. E. Comer、D. Gries、M. C. Mulder A. Tucker、J. Turner和P. R. Young，“Computing as a Discipline”，Comm. ACM 32:1，9-23页，1989年1月）的回应，全美的很多学校都修订了他们的课程。这篇报告引起人们关注作为相关学科所有本科课程之基础的三种工作方法或流程——理论、抽象和设计。最近，ACM/IEEE-CS Joint Curriculum Task Force的Computing Curricula 1991报告呼应了“Denning报告”，特别是确定了作为计算科学之本的那些反复出现的关键概念：概念上和形式上的模型、效率，以及抽象的层次。这两份报告的主题总结了我们试图在本书中提供给学生们的内容。

本书由斯坦福大学一门课程的讲义发展而来，该课程名叫“CS109：计算机科学导论”（CS109：Introduction to Computer Science），它是一门两学季课程，有很多目标，第一个目标是为计算机科学专业初学者的进一步学习打下坚实的基础。不过，计算科学在大量的理工学科中变得越来越重要。因此，第二个目标是为那些不会在计算机科学领域进一步深造的学生提供一些该领域的概念性工具。最后，影响更加广泛的目标是让所有学生了解程序设计概念，并建立扎实的计算机科学知识基础。

本书第一版于1992年问世，是基于Pascal语言的。当时之所以选择Pascal作为示例程序的语言，是因为计算机科学科目的Advanced Placement1考试使用了Pascal语言，而且很多大学的程序设计导论课程也是使用Pascal语言。我们欣喜地看到，自从1992年起，C语言已渐趋成为主流入门程序设计语言，因此本书这一版的示例程序都用C语言写成。本书强调抽象和封装的重要性，这应该能为读者学习涉及使用C++的面向对象技术的后续课程提供良好的基础。

1简称AP，指美国高中开设的具有大学水平的课程，即大学预修课程。AP考试的成绩可折抵大学学分，并成为美国大学的重要录取依据。——编者注

与此同时，我们决定对本书的内容进行两大改进。首先，虽然对机器的体系结构有所了解有利于激发对度量运行时间的兴趣，但我们发现几乎所有的课程体系都将体系结构单独作为一门课程，所以有关这一主题的章节在这里并不实用。其次，很多计算理论的入门课程会强调组合和概率，所以我们决定增加这方面的内容，并将其单独作为一章。

本书涵盖的主题通常会出现在离散数学课程以及大二计算机科学的数据结构课程中。我们有意从计算机用户的实际需要着眼，选择了数学方面的基础知识，而不是从数学家的角度去选择，并尝试把数学基础知识与计算科学有效地结合起来。因此，我们希望为学习计算机科学的人提供一种比学习程序设计课程、离散数学课程或计算机科学附属学科课程更佳的感觉。相信随着时间的推移，科学家和工程师都将学习与斯坦福大学这门课程类似的基础课程。这样的计算机科学课程也应该像微积分和物理学的相关课程那样成为标准课程。

阅读前提

从大一新生到研究生都可能选修基于本书的课程。这里我们假设这些学生都有着扎实的程序设计基础，熟悉本版中用到的ANSI C程序设计语言。特别要说的是，我们还希望学生们了解C语言中的结构，诸如递归函数、结构体、指针，以及与指针和结构体有关的运算符，如点运算符、->和&。

计算机科学基础课程相关建议

本书以传统计算机科学课程的方式，将数据结构方面的初级课程（也就是CS2课程）与离散数学课程结合在一起。我们相信，出于如下两个原因，这些主题的整合是十分必要的。

1. 把数学与计算科学更加紧密地联系起来，有助于激发对数学的兴趣。

2. 计算科学与数学是相辅相成的。这样的例子包括，第2章中递归程序设计与数学归纳法之间的关系，第14章，逻辑学中自由/约束变量的区别与程序设计语言中变量范围之间的关系。此外，与启发性程序设计作业有关的建议纵贯全书。

本书的使用方法有很多种。

两学季或两学期的课程

斯坦福大学的CS109A-B系列课程就是典型的两学季课程，不过它们的安排都相当紧，各自要在10周时间内完成40个课时的教学。这两门课程完整涵盖了本书，其中前7章是在CS109A中介绍的，而第8至14章是在CS109B中介绍的。

一学期的CS2类课程

本书也可以用于一学期课程，内容与CS2课程的主题类似。本书中的内容确实太多，一个学期自然讲不完，因此我们建议把精力放在以下这些内容上。

1. 递归算法与递归程序：2.7节和2.8节。

2. 大O分析和程序的运行时间：第3章，除了3.11节求解递推关系的内容。

3. 树：5.2节～5.10节。

4. 表：第6章。有人可能希望按照更为传统的方式，在介绍树之前先介绍表。我们在这里把树视作更为基础的概念，不过这样调换次序存在一个小问题，就是第6章讨论的“词典”抽象数据类型（以及插入、删除和查找操作），在5.7节中就作为与二叉查找树相关的概念介绍了。

5. 集合与关系：7.2节～7.9节以及8.2节～8.6节，强调了表示集合和关系的数据结构。

6. 图算法：9.2节～9.9节。

一学期的离散数学课程

对着重于数学基础的一学期课程而言，教员可以选择介绍以下内容。

1. 数学归纳法和递归程序：第2章。

2. 大O分析、运行时间和递推关系：3.4节～3.11节。

3. 组合学：4.2节～4.8节。

4. 离散概率：4.9节～4.13节。

5. 树的数学方面：5.2节～5.6节。

6. 集合的数学方面：7.2节、7.3节、7.7节、7.10节和7.11节。

7. 关系代数：8.2节、8.7节和8.9节。

8. 图算法与图论：第9章。

9. 自动机和正则表达式：第10章。

10. 上下文无关文法：11.2节～11.4节。

11. 命题逻辑和谓词逻辑：第12章，第14章。

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