本書是教育部大學計算機課程改革項目成果，是一本面向計算思維能力培養的大學計算機實踐教程，力圖從計算機問題求解的角度，引導學生利用可視化的程序設計工具進行問題描述和求解。書中引用和創作了豐富的實例，通過實例逐步介紹計算機問題求解的一般方法，通過設計對應的實驗，使學生在實踐中強化計算思維，提高計算思維能力。本書內容在結構上分為三部分：第一部分（第1～8 章）為Raptor程序設計基礎；第二部分（第9 章）為問題求解實例；第三部分（第10 章）為問題求解實驗，包括基礎實驗和綜合實驗。 本書配套有豐富的教學資源，包括：PPT、電子素材、示例演示視頻等。除此以外，本書特別添加了二維碼技術，讀者可以通過移動終端掃描本書封面上的二維碼來觀看相應示例的演示視頻。 本書適用于高等學校低年級學生，可作為大學計算機實踐課程的教材，也可作為理解計算思維、提高問題求解能力的參考用書，或者作為軟件開發人員或計算機愛好者的自學用書。
潘梅園，南京航空航天大學計算機科學與技術學院教師，從事計算機基礎課程教學工作。主持和參加國家級教改項目2項，省部級教改項目1項，省部級課題2項，成果獲省部級科學技術進步獎特等獎1項，二等獎2項，三等獎1項，編撰教材4部，主要研究網絡數據庫系統，多年來，一直從事大學計算機教學實踐及面向計算思維的教學改革研究。
第１ 章 概述……………………………………………………………………………… １
１?? １ 培養計算思維能力的重要性……………………………………………… １
１?? ２ 為什么培養計算思維能力需要實踐……………………………………… ２
１?? ３ 如何進行面向計算思維能力培養的實踐………………………………… ２
１?? ４ 程序、程序設計和程序設計語言………………………………………… ３
１?? ４?? １ 程序及其基本要素…………………………………………………… ３
１?? ４?? ２ 程序設計…………………………………………………………… ５
１?? ４?? ３ 程序設計語言………………………………………………………… ６
１?? ５ 算法和數據結構…………………………………………………………… ９
１?? ５?? １ 算法………………………………………………………………… ９
１?? ５?? ２ 數據結構…………………………………………………………… １１
１?? ６ 可視化的程序設計工具———Ｒａｐｔｏｒ ……………………………………… １３
１?? ７ 小結……………………………………………………………………… １４
第２ 章 Ｒａｐｔｏｒ 基本程序環境…………………………………………………………… １５
２?? １ Ｒａｐｔｏｒ 概述………………………………………………………………… １５
２?? １?? １ Ｒａｐｔｏｒ 主窗口……………………………………………………… １５
２?? １?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 主控制臺…………………………………………………… １６
２?? ２ Ｒａｐｔｏｒ 編程基本概念……………………………………………………… １７
２?? ２?? １ 標識符的命名規則………………………………………………… １７
２?? ２?? ２ 常量………………………………………………………………… １７
２?? ２?? ３ 變量………………………………………………………………… １８
２?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 運算符和表達式…………………………………………………… ２０
２?? ３?? １ 算術運算符和算術表達式…………………………………………… ２０
２?? ３?? ２ 關系運算符和關系表達式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ３ 邏輯運算符和邏輯表達式…………………………………………… ２１
２?? ３?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 運算符優先順序……………………………………………… ２２
２?? ４ Ｒａｐｔｏｒ 函數………………………………………………………………… ２２
Ⅷ
２?? ４?? １ 基本數學函數……………………………………………………… ２２
２?? ４?? ２ 三角函數…………………………………………………………… ２２
２?? ４?? ３ 布爾函數…………………………………………………………… ２３
２?? ４?? ４ 隨機函數…………………………………………………………… ２３
２?? ５ Ｒａｐｔｏｒ 基本環境及使用…………………………………………………… ２４
２?? ５?? １ Ｒａｐｔｏｒ 圖形符號…………………………………………………… ２４
２?? ５?? ２ 觀察窗口…………………………………………………………… ２５
２?? ５?? ３ Ｒａｐｔｏｒ 工作區……………………………………………………… ２５
２?? ５?? ４ 使用菜單…………………………………………………………… ２７
２?? ５?? ５ 使用工具欄………………………………………………………… ２８
２?? ５?? ６ 執行流程圖………………………………………………………… ２９
２?? ５?? ７ 設置圖形符號屬性………………………………………………… ３０
２?? ５?? ８ 折疊/展開控制流程圖形符號………………………………………… ３４
２?? ５?? ９ Ｒａｐｔｏｒ 中的注釋…………………………………………………… ３４
第３ 章 Ｒａｐｔｏｒ 流程控制………………………………………………………………… ３６
３?? １ Ｒａｐｔｏｒ 程序結構…………………………………………………………… ３６
３?? ２ 順序結構………………………………………………………………… ３７
３?? ３ 選擇結構………………………………………………………………… ３７
３?? ４ 循環結構………………………………………………………………… ３８
第４ 章 Ｒａｐｔｏｒ 數組及使用……………………………………………………………… ４０
４?? １ 一維數組的創建………………………………………………………… ４１
４?? ２ 二維數組的創建………………………………………………………… ４１
４?? ３ 數組元素個數的計算…………………………………………………… ４２
４?? ４ 數組的使用……………………………………………………………… ４３
４?? ５ 使用數組的注意事項…………………………………………………… ４３
第５ 章 Ｒａｐｔｏｒ 子圖和過程的定義及調用……………………………………………… ４４
５?? １ 子圖的定義和調用……………………………………………………… ４５
５?? ２ 過程的定義和調用……………………………………………………… ４６
第６ 章 Ｒａｐｔｏｒ 文件的使用……………………………………………………………… ４８
６?? １ 將數據輸出到磁盤文件………………………………………………… ４８
６?? ２ 從磁盤文件輸入數據…………………………………………………… ４９
第７ 章Ｒａｐｔｏｒ 圖形窗口的基本操作…………………………………………………… ５３
７?? １ Ｒａｐｔｏｒ 圖形窗口…………………………………………………………… ５３
７?? ２ Ｃｏｌｏｒｓ 色彩………………………………………………………………… ５５
７?? ３ 繪制圖形………………………………………………………………… ５６
７?? ４ 鍵盤操作………………………………………………………………… ６０
７?? ５ 鼠標操作………………………………………………………………… ６３
７?? ６ 文本操作………………………………………………………………… ６５
７?? ７ 聲音操作………………………………………………………………… 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 窮舉法……………………………………………………………… ６９
８?? １?? ２ 分段函數…………………………………………………………… ６９
８?? １?? ３ 遞推法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ４ 遞歸法……………………………………………………………… ７１
８?? １?? ５ 迭代法……………………………………………………………… ７４
８?? ２ 算法基本策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? １ 貪心策略…………………………………………………………… ７４
８?? ２?? ２ 回溯策略…………………………………………………………… ７５
８?? ２?? ３ 分治策略…………………………………………………………… ８０
８?? ２?? ４ 動態規劃策略……………………………………………………… ８２
第９ 章 問題求解實例…………………………………………………………………… ８５
９?? １ 基本語句………………………………………………………………… ８５
９?? ２ 數組的使用……………………………………………………………… ８６
９?? ３ 子圖……………………………………………………………………… ９２
９?? ４ 過程……………………………………………………………………… ９６
９?? ５ 文件的使用……………………………………………………………… １００
９?? ６ 圖形窗口的使用………………………………………………………… １０８
９?? ７ 綜合實例………………………………………………………………… １１５
第１０ 章 問題求解實驗………………………………………………………………… １４７
１０?? １ 實驗一 基本元素和語句、程序的順序結構……………………… １４７
１０?? ２ 實驗二 程序的選擇結構和循環結構……………………………… １５４
１０?? ３ 實驗三 數組………………………………………………………… １６０
１０?? ４ 實驗四 子圖和子程序(過程) …………………………………… １６６
１０?? ５ 實驗五 數據文件…………………………………………………… １７４
１０?? ６ 實驗六 圖形窗口、文本操作和圖形繪制………………………… １８０
１０?? ７ 實驗七 圖形窗口與鍵盤和鼠標的交互…………………………… １８８
１０?? ８ 實驗八 簡單動畫設計……………………………………………… １９８
１０?? ９ 實驗九 綜合實驗一………………………………………………… ２０２
１０?? １０ 實驗十 綜合實驗二……………………………………………… ２０５
參考文獻………………………………………………………………………………… ２１０
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