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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。

1.1.4　基本思路

在进一步阅读本书的过程中，我们将遇到一些重要的统一原则。在这里要提以下两点。

1. 设计代数。在底层模型得到充分了解的某些领域，我们可以提出一些表示法，以便表示和评价某些折衷的设计方案。通过这样的认识，我们可以提出一些设计理论以构建出设计良好的系统。命题逻辑，加上第12章中的布尔代数这种相关的表示法，就是设计代数的一个好例子。有了它，我们可以为数字计算机中的子系统设计高效的电路。其他设计代数的例子还包括第7章中的集代数、第8章中的关系代数，以及第10章中的正则表达式代数。

2. 递归。作为一种可用来定义概念和解决问题的实用技术，递归特别值得一提。我们会在第2章中详细讨论递归，本书后续内容中也会反复用到它。每当我们需要精确地定义对象，或需要解决问题时，都应该问一问：“递归解决方案应当是什么样子呢？”递归方案的简易和效率常使其成为最优方法。

1.2　本章主要内容

本章接下来的部分将为计算机科学的学习做好铺垫，要介绍以下主要概念。

• 数据模型（1.3节）。

• C语言的数据模型（1.4节）。

• 软件开发流程的主要步骤（1.5节）。

我们会介绍一些例子，讲讲抽象和模型出现在计算机系统的几种方式。其中特别提到了编程语言中的模型、特定系统程序（比如操作系统）中的模型，以及计算机所使用电路中的模型。由于软件是当今计算机系统的重要组成部分，因此我们需要理解软件开发流程、模型和算法扮演的角色，以及软件开发中计算机科学只能以有限方式解决的那些方面。

在1.6节中会介绍一些常规定义，它们在全书的C语言程序中都将用到。

1.3　数据模型

任何数学概念都可称为数据模型。而在计算机科学领域，数据模型通常包含以下两个方面。

1. 对象可以采用的值。例如，很多数据模型包含具有整数值的对象。数据模型的这个方面是静态的，它告诉我们对象能接受哪些值。编程语言数据模型的这一静态部分通常被称为类型系统。

2. 数据的运算。例如，我们常常会对整数执行加法这样的运算。模型的这一方面是动态的，它告诉我们改变值和创建新值的方式。

1.3.1　编程语言数据模型

每种编程语言都有自己的数据模型，这些数据模型互不相同，而且通常有相当大的差异。多数编程语言处理数据所遵循的基本原则是，每个程序都可以访问我们用于表示存储区域的“框”。每个框都具有一个类型，比如int或char。框中可以存储类型对应的值，通常将可以存储到这些框中的值称为数据对象。

我们还要为这些框命名。一般来说，框的名称可以是任何指示该框的表述性词语。我们通常会将框的名称视作该程序的变量，不过情况并非完全如此。例如，如果x 是递归函数F 的局部变量，那么就可能会有很多名为x 的框，每个x 都与对F 的不同调用相关联。这样的话，这种框的真实名称就是x 与对F 的某次调用的组合。

C语言中的多数数据类型都是我们熟悉的：整数、浮点数、字符、数组、结构和指针。这些都是静态的概念。

可以对数据进行的操作包括整数和浮点数的常规算术运算、数组或结构元素的存取操作，以及指针的解引用（也就是找到指针所指向的元素）。这些运算都只是C语言数据模型动态部分的一部分。

在程序设计课程中，我们可能会看到C语言中不包括的重要数据模型，比如表、树和图。用数学语言来讲，表就是可以写成(a1, a2 , … , an)这种形式的n 个元素组成的序列，其中a1是第一个元素，a2是第二个，以此类推。表的运算包含插入新元素、删除元素，以及拼接表（也就是将一个表追加到另一表的末端）。

示例1.1

在C语言中，整数表可以用链表这种数据结构表示，表的元素被存储在链表的节点中。链表及其节点可用如下类型声明定义。

typedef struct CELL *LIST;struct CELL {
    int element;
    struct LIST next;};复制代码

该声明定义了有着两个字段的自引用结构CELL。第一个字段是element，存放着表中元素的值，而且其类型为int。

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