本书是为高等学校理工类特别是新工科学生编写的教材，内容包括三部分：结构化程序设计方法、面向对象程序设计方法和数据结构基础。本书通过对一些精选问题求解思路和方法的分析，以及针对初学者容易出现错误和困惑的地方提供了大量的提示，帮助读者更好地理解使用计算机解决问题的基本原理和方法，提高计算思维能力，初步具备使用C++程序设计语言解决实际问题的能力。 本书面向初学者，不要求读者有相关的概念和计算机高级程序设计语言方面的背景知识。本书还是学堂在线的“程序设计基础”MOOC课程使用的教材，同时还配套了《程序设计基础——上机实习及习题》（第2版）。因此，本书适合高等学校理工类特别是新工科学生使用，也适合结合MOOC课程自主学习的读者使用。

王恺,南开大学计算机学院教授、博导，公共计算机基础教学部主任。长期从事人工智能方面的教学和科研工作，主持完成科研项目20余项，发表论文40余篇，曾获国家级教学成果奖二等奖、天津市教学成果奖特等奖、天津市教学成果奖一等奖、天津市科技进步奖二等奖，国家级线上一流本科课程《Python编程基础》课程负责人。

前言 21世纪，人类步入信息社会，大数据、人工智能、互联网+等技术已经融入人们的日常生活中，正在影响和改变着人们的工作、学习和生活方式，而这些都离不开计算机。“计算”本身是一门学科，它在自身发展的同时也促进了其他学科的发展，各学科的研究问题都有可能通过与计算科学进行学科融合而得到解决。 计算机不仅为不同专业提供了解决本专业问题的有效方法和手段，而且还提供了一种独特的处理问题的思维方式——计算思维。逻辑思维、实证思维和计算思维三大科学思维构成了现代科技创新的三大支柱。计算思维不仅仅属于计算机科学家所特有，它已经成为每个人应该具备的基本能力。因此，不仅要掌握阅读、写作和算术（Reading，wRiting，and aRithmetic——3R）能力，还要接触计算的方法和模型，培养计算思维。 众所周知，计算机可以进行数值计算问题的求解，例如解方程（组）、函数求值、概率统计等，可以用来解决如气象预报、石油探测等问题。更多的时候，人们利用计算机进行非数值计算问题的求解，例如字符、图形、图像、声音、动画等，来解决文字处理、飞机售票、学生信息管理、道路交通管理等问题。对于计算机的问题求解，特别是非数值计算的问题求解，需要研究计算机的操作对象（数据元素）以及它们之间的关系和运算。 人类使用计算机求解实际问题的基本步骤是： 首先将实际问题抽象成数学模型，即分析问题，从中抽象出操作的对象和相应的操作，找出这些操作对象之间的关系，并用数学语言加以描述；其次设计实现这些操作的算法并编写程序实现相应的算法；最后运行程序对实际问题进行求解。如何表示信息和处理信息，这正是计算机科学研究的...