内容简介

结城浩（作者）

生于1963年,日本知名技术作家和程序员。在编程语言、设计模式、数学、加密技术等领域,编写了很多深受欢迎的入门书。代表作有《数学女孩》系列、《程序员的数学》《图解密码技术》等。

管杰（译者）

毕业于复旦大学日语系，现为对日软件工程师，具有多年日语技术文档编写经验。爱好日汉翻译和日本文化史，译有《明解C语言：入门篇》等。

卢晓南（译者）

本科就读于西安交通大学少年班、数学系。名古屋大学博士（信息科学）。现于山梨大学计算机系任助理教授。主要研究方向包括组合数学（离散数学）及其在信息科学、计算机科学、统计学中的应用。译著有《程序员的数学3：线性代数》。

作品目录

第 1章 0 的故事——无即是有
本章学习内容　2
小学一年级的回忆　2
10进制计数法　3
什么是10进制计数法　3
分解2503　3
2进制计数法　4
什么是2进制计数法　4
分解1100　5
基数转换　6
计算机中为什么采用2　进制计数法　8
按位计数法　10
什么是按位计数法　10
不使用按位计数法的罗马数字　11
指数法则　12
10的0次方是什么　12
10–1是什么　13
规则的扩展　14
对20进行思考　14
2–1是什么　15
0所起的作用　16
0的作用：占位　16
0的作用：统一标准，简化规则　16
日常生活中的0　17
人类的极限和构造的发现　18
重温历史进程　18
为了超越人类的极限　19
本章小结　20
第　2章 逻辑——真与假的二元世界
本章学习内容　22
为何逻辑如此重要　22
逻辑是消除歧义的工具　22
致对逻辑持否定意见的读者　23
乘车费用问题—兼顾完整性和排他性　23
收费规则　23
命题及其真假　24
有没有“遗漏”　24
有没有“重复”　25
画一根数轴辅助思考　26
注意边界值　27
兼顾完整性和排他性　28
使用if　语句分解问题　28
逻辑的基本是两个分支　29
建立复杂命题　29
逻辑非—不是A　30
逻辑与—A并且B　32
逻辑或—A或者B　34
异或—A或者B（但不都满足）　37
相等—A和B相等　39
蕴涵—若A则B　40
囊括所有了吗　45
德摩根定律　46
德摩根定律是什么　46
对偶性　47
卡诺图　48
二灯游戏　48
首先借助逻辑表达式进行思考　49
学习使用卡诺图　50
三灯游戏　52
包含未定义的逻辑　54
带条件的逻辑与（&&）　55
带条件的逻辑或（||）　57
三值逻辑中的否定（!）　58
三值逻辑的德摩根定律　59
囊括所有了吗　60
本章小结　60
第3章　余数——周期性和分组
本章学习内容　64
星期数的思考题(1)　64
思考题（100　天以后是星期几）　64
思考题答案　65
运用余数思考　65
余数的力量—将较大的数字除一次就能分组　65
星期数的思考题(2)　66
思考题（10100　天以后是星期几）　66
提示：可以直接计算吗　67
思考题答案　67
发现规律　68
直观地把握规律　68
乘方的思考题　70
思考题（1　234 567987 654 321）　70
提示：通过试算找出规律　70
思考题答案　70
回顾：规律和余数的关系　71
通过黑白棋通信　71
思考题　71
提示　73
思考题答案　73
奇偶校验　74
奇偶校验位将数字分为2　个集合　74
寻找恋人的思考题　74
思考题（寻找恋人）　74
提示：先试算较小的数　75
思考题答案　75
回顾　76
铺设草席的思考题　77
思考题（在房间里铺设草席）　77
提示：先计算一下草席数　78
思考题答案　78
回顾　79
一笔画的思考题　79
思考题（哥尼斯堡七桥问题）　79
提示：试算一下　80
提示：考虑简化一下　81
提示：考虑入口和出口　82
思考题答案　82
奇偶校验　85
本章小结　86
第4章　数学归纳法——如何征服无穷数列
本章学习内容　88
高斯求和　88
思考题（存钱罐里的钱）　88
思考一下　89
小高斯的解答　89
讨论一下小高斯的解答　89
归纳　91
数学归纳法—如何征服无穷数列　91
0　以上的整数的断言　92
小高斯的断言　93
什么是数学归纳法　93
试着征服无穷数列　94
用数学归纳法证明小高斯的断言　95
求出奇数的和—数学归纳法实例　96
通过数学归纳法证明　96
通过数学归纳法证明　97
图形化说明　98
黑白棋思考题—错误的数学归纳法　99
思考题（黑白棋子的颜色）　99
提示：不要为图所惑　100
思考题答案　101
编程和数学归纳法　101
通过循环表示数学归纳法　101
循环不变式　104
本章小结　107
第5章　排列组合——解决计数问题的方法
本章学习内容　110
计数—与整数的对应关系　110
何谓计数　110
注意“遗漏”和“重复”　111
植树问题—不要忘记0　111
植树问题思考题　111
加法法则　115
加法法则　115
乘法法则　118
乘法法则　118
置换　121
置换　121
归纳一下　122
思考题（扑克牌的摆法）　123
排列　124
排列　124
归纳一下　126
树形图—能够认清本质吗　128
组合　130
组合　130
归纳一下　131
置换、排列、组合的关系　133
思考题练习　134
重复组合　135
也要善于运用逻辑　137
本章小结　140
第6章　递归——自己定义自己
本章学习内容　144
汉诺塔　144
思考题（汉诺塔）　145
提示：先从小汉诺塔着手　145
思考题答案　148
求出解析式　150
解出汉诺塔的程序　151
找出递归结构　152
再谈阶乘　154
阶乘的递归定义　154
思考题（和的定义）　155
递归和归纳　156
斐波那契数列　156
思考题（不断繁殖的动物）　157
斐波那契数列　159
帕斯卡三角形　162
什么是帕斯卡三角形　162
递归定义组合数　165
组合的数学理论解释　165
递归图形　167
以递归形式画树　167
实际作图　168
谢尔平斯基三角形　170
本章小结　171
第7章　指数爆炸——如何解决复杂问题
本章学习内容　174
什么是指数爆炸　174
思考题（折纸问题）　174
指数爆炸　177
倍数游戏—指数爆炸引发的难题　178
程序的设置选项　178
不能认为是“有限的”就不假思索　180
二分法查找—利用指数爆炸进行查找　180
寻找犯人的思考题　180
提示：先思考人数较少的情况　181
思考题答案　182
找出递归结构以及递推公式　183
二分法查找和指数爆炸　185
对数—掌握指数爆炸的工具　186
什么是对数　187
对数和乘方的关系　187
以2为底的对数　188
以2为底的对数练习　189
对数图表　189
指数法则和对数　191
对数和计算尺　192
密码—利用指数爆炸加密　195
暴力破解法　195
字长和安全性的关系　196
如何处理指数爆炸　197
理解问题空间的大小　197
四种处理方法　198
本章小结　199
第8章　不可解问题——不可解的数、无法编写的程序
本章学习内容　202
反证法　202
什么是反证法　202
质数思考题　204
反证法的注意事项　205
可数　205
什么是可数　205
可数集合的例子　206
有没有不可数的集合　208
对角论证法　209
所有整数数列的集合是不可数的　209
所有实数的集合是不可数的　213
所有函数的集合也是不可数的　214
不可解问题　215
什么是不可解问题　215
存在不可解问题　216
思考题　217
停机问题　218
停机　218
处理程序的程序　219
什么是停机问题　219
停机问题的证明　221
写给尚未理解的读者　224
不可解问题有很多　226
本章小结　226
第9章　什么是程序员的数学——总结篇
本章学习内容　230
何为解决问题　233
认清模式，进行抽象化　233
由不擅长催生出的智慧　233
幻想法则　234
程序员的数学　235
附录　迈向机器学习的第 一步
本附录学习内容　238
什么是机器学习　239
受到广泛关注的机器学习技术　239
机器学习是随着时代发展诞生的技术　239
预测问题和分类问题　240
预测问题　240
分类问题　243
感知器　245
什么是感知器　245
加权求和　247
激活函数　249
感知器小结　250
机器学习是如何“学习”的　250
学习的流程　250
训练数据与测试数据　251
损失函数　252
梯度下降法　254
作为程序员要做些什么　256
神经网络　256
什么是神经网络　256
误差反向传播法　258
深度学习和强化学习　259
人类就这样没用了吗　260
附录小结　261
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作者简介

结城浩（作者）

生于1963年,日本知名技术作家和程序员。在编程语言、设计模式、数学、加密技术等领域,编写了很多深受欢迎的入门书。代表作有《数学女孩》系列、《程序员的数学》《图解密码技术》等。

管杰（译者）

毕业于复旦大学日语系，现为对日软件工程师，具有多年日语技术文档编写经验。爱好日汉翻译和日本文化史，译有《明解C语言：入门篇》等。

卢晓南（译者）

本科就读于西安交通大学少年班、数学系。名古屋大学博士（信息科学）。现于山梨大学计算机系任助理教授。主要研究方向包括组合数学（离散数学）及其在信息科学、计算机科学、统计学中的应用。译著有《程序员的数学3：线性代数》。

精彩摘录

人类不擅长某事，正是这些不擅长，催生出了各种闪耀的智慧。　　人类不擅长处理庞大的数字，因此在计数法上下了很多工夫，罗马数字表示法，指数表示法等。　　人类不擅长毫无差错地进行复杂判断，因此逻辑就诞生了。从此可以通过逻辑表达式进行推论，也可以通过卡诺图解决复杂逻辑。　　人类不擅长管理大量事物，因此进行了分组。将同一组的事物视为同类事物，管理起来就会方便许多。　　人类不擅长处理无穷，因此通过有限的步骤处理无穷。　...诸如此类，人类运用智慧，细心钻研，不断地挑战问题。想法设法缩小问题规模，降低复杂度，使问题达到"可以机械式地解决"的状态。　只要达到这个状态，就能将接力棒传至下一位赛跑运动员-计算机。　　你有不擅长的地方吗？那里或许会让你产生新的智慧，找到新窍门呢！

——引自章节：由不擅长催生出的智慧

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——引自章节：蕴涵——若A则B