书籍摘要

《Introduction to Programming in Java: An Interdisciplinary Approach》是由Robert Sedgewick和Kevin Wayne合著的经典编程入门教材，由Princeton University出版社于2017年出版发行。该书旨在帮助读者系统学习编程知识，并将编程技能与多学科领域的应用相结合，为读者提供坚实的编程基础。

教学目标与特色

本书以Java编程语言为工具，通过循序渐进的方式，向读者展示了编程的基本概念和方法。全书内容围绕四个学习阶段展开：基本编程元素、函数与模块、面向对象编程、算法与数据结构。每个阶段的学习都包含丰富的示例程序和练习，帮助读者深入理解和掌握相关概念。

书中特别强调将编程与科学、工程等多学科知识相结合，例如通过介绍随机网络冲浪者（Random Web Surfer）案例来解释网页排序的原理，以及N体模拟（N-Body Simulation）案例来阐述物理系统模拟的实现。这种跨学科的教学方式不仅让读者理解编程的实用性，还能激发他们解决实际问题的兴趣和能力。

内容框架

第一章：编程的基本元素

本书从最基础的Java程序开始，逐步介绍变量、数据类型（包括整数、浮点数、布尔值、字符和字符串等）、控制流（如条件语句和循环）以及数组等基本编程概念。通过一系列简单的示例程序，如“Hello, World”和随机序列生成器，读者可以快速入门Java编程，并学会如何使用基本的输入输出功能。

第二章：函数与模块

在掌握基本编程元素后，书中转向函数的概念，包括如何定义函数、如何使用函数库以及递归的基本思想。这一章通过具体的案例，如计算调和数、生成音乐音符等，展示了函数的灵活性和模块化编程的优势。

第三章：面向对象编程

本书的第三章介绍了面向对象编程的核心概念，包括数据类型的使用、创建和设计。读者将学习如何利用Java的类机制定义和使用数据类型，并通过实际案例，如N体模拟和图像处理，进一步理解面向对象编程的封装、继承和多态等特性。

第四章：算法与数据结构

在算法与数据结构部分，书中探讨了性能分析、排序和查找算法、栈与队列、符号表等重要主题。通过对3-sum问题的分析、二分查找算法和归并排序等经典算法的介绍，读者将学会如何评估和优化程序的性能。

应用案例

书中穿插了许多实际应用案例，如随机网络冲浪者模型、N体模拟、网页排序等，这些案例不仅增强了编程教学的趣味性，还展示了编程在解决复杂问题中的实际应用价值。例如，通过随机网络冲服者模型，读者可以理解网页排序算法的原理；而N体模拟案例则帮助读者掌握物理系统模拟的核心方法。

读者对象

本书适合计算机科学、工程类及相关学科的本科一年级学生，也可作为自学者或相关课程的辅助教材。读者无需具备编程经验，但需要有一定的高中数学和科学知识基础。书中内容丰富，适合不同背景的读者学习和参考。

教学资源

为了支持教学，本书还提供了丰富的在线资源，包括完整的Java代码示例、练习题解答、数据集、输入输出库等。这些资源可以帮助读者更好地实践和巩固所学知识，同时也为教师提供了教学支持。

总结

《Introduction to Programming in Java: An Interdisciplinary Approach》是一本全面且深入的编程教材，它不仅涵盖了编程的基础知识和技能，还通过跨学科的应用案例展示了编程的实际价值。无论是初学者还是有一定编程经验的读者，都可以通过本书系统地学习和提高编程能力。