书籍摘要

《Hardcore Programming for Mechanical Engineers》是一本面向机械工程领域编程的实用指南，由Ángel Sola Orbaiceta撰写，于2021年出版。本书旨在帮助机械工程专业的学生和工程师掌握从零开始构建工程应用的编程技能，特别适合那些希望将编程能力应用于解决复杂工程问题的读者。

书籍结构

本书分为五个部分，内容层层递进，涵盖了从基础编程到复杂工程应用的各个方面。

第一部分：基础

• 第1章：简要介绍Python编程语言的基础知识，包括模块、包的使用，以及Python集合的使用方法。
• 第2章：探讨函数式编程和面向对象编程两种编程范式，并介绍Python中的相关特性。
• 第3章：讲解如何使用命令行工具运行Python脚本，以及如何处理文件和目录。

第二部分：二维几何

• 第4章：详细介绍二维空间中的点和向量的实现，并通过单元测试确保代码的正确性。
• 第5章：介绍线段和直线的几何概念，包括如何计算线段的交点和距离。
• 第6章：扩展到多边形，包括矩形、圆形和通用多边形的实现。
• 第7章：讲解仿射变换，这是一种用于生成图像和动画的代数工具。

第三部分：图形与仿真

• 第8章：介绍如何绘制矢量图像，包括SVG格式的使用。
• 第9章：通过一个实际应用案例，展示如何构建一个从三个点生成圆的应用程序。
• 第10章：讲解如何使用Tkinter库创建图形用户界面和画布。
• 第11章：探讨动画和仿真的时间循环，以及如何在Tkinter的画布中实现动画效果。
• 第12章：创建一个应用，展示如何对几何图形应用仿射变换并进行动画展示。

第四部分：方程组

• 第13章：介绍矩阵和向量的实现，这些是处理方程组的基础。
• 第14章：讲解如何实现线性方程组的数值解法，包括Cholesky分解等方法。

第五部分：桁架结构

• 第15章：回顾材料力学的基本概念，并构建用于表示桁架结构的模型。
• 第16章：介绍如何解析和解决桁架结构的力学问题。
• 第17章：讲解如何从文件中读取输入数据，以便为桁架分析应用提供数据支持。
• 第18章：讨论如何将结构解决方案绘制成SVG图像和文本文件。
• 第19章：将前面章节中构建的各个组件整合起来，构建完整的桁架结构分析应用。

书籍特色

• 实战导向：全书以构建实际工程应用为目标，通过逐步构建一个完整的桁架结构分析工具，让读者在实践中学习编程。
• 代码从零开始：作者强调“Hardcore”编程，即不依赖第三方库，仅使用Python标准库来实现所有功能，帮助读者深入理解编程基础。
• Python语言：选择Python作为编程语言，因其易学性和强大的标准库，适合初学者和有一定编程基础的工程师。
• 单元测试：书中强调了单元测试的重要性，通过测试确保代码的正确性和可靠性。
• 详细示例：通过大量示例代码和逐步解析，帮助读者更好地理解和应用所学知识。

适用人群

本书适合以下读者：

• 机械工程专业的学生和工程师，希望提升编程能力以解决实际工程问题。
• 对Python编程感兴趣的技术人员，希望通过实际项目提升编程水平。
• 任何有数学和力学背景，希望通过编程解决复杂问题的读者。

总之，《Hardcore Programming for Mechanical Engineers》是一本实用性强、内容丰富的编程书籍，能够帮助读者从零开始构建复杂的工程应用，是机械工程领域编程学习的优秀选择。