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前言

RAPTOR作为一种可视化编程工具,在十年前就已经问世,而在此之前国外的诸多学校中的学者也设计过一些同类的教学工具。而本书作者是在进行大学计算机课程改革探索和研究的过程中,于2011年偶然注意到这一工具的。在将RAPTOR用于大学计算机课程教学的初期,作者认识到现在的大学新生,虽然大部分不具备熟练的程序设计基础,但对使用流程图仿真方式进行简单的程序设计并替代静态的流程图和伪代码进行基础算法训练,表现出很大的兴趣和高涨的热情。而更大的变化出现在学生了解和掌握了图形和视窗交互基础后,这种兴趣和热情转向了更高的自主算法学习和设计创新的层次。

在此过程中,作者注意到使用流程图仿真的方式进行面向过程的程序设计,很容易为大部分大学新生所掌握,学习的难点在于程序设计中的模块化问题;而图形程序设计也较容易为学生理解,大学新生会主动运用已有的解析几何的知识进行程序设计和问题求解;而具有挑战性和趣味性的问题是如何掌握视窗下的交互编程,因为只有掌握了交互编程,学生才有可能进行游戏和博弈类问题的视窗交互程序设计和问题求解。

必须承认,对程序设计的初学者进行如此庞杂的程序环境的教学和训练是一项严峻的挑战。这在国内现有的大学计算机教学体系中,也属于全新的教学尝试。

但是,在教学探索中作者惊讶地发现,现代大学生对掌握这样一个程序环境体系充满热情和兴趣,在学习的过程中,对教师所作的各种设定提出了疑问和挑战,并在完全自主的学习氛围下,取得了重要的进展和成果。

为解决学生在使用RAPTOR过程中所提出的问题,本书从技术角度出发介绍可视化编程工具RAPTOR应用基础。全书共8章,内容如下: RAPTOR简介(介绍RAPTOR的安装环境和简单应用方法);基本程序设计(介绍基本程序概念,包括变量、常量、运算符及顺序、分支和循环结构);数组(介绍一维和二维数组、字符串等◆RAPTOR程序设计案例教程的基本应用);子图与子程序(介绍程序模块化的基本思想与原则);图形程序设计(进行简单矢量图绘制和位图的应用);视窗交互程序设计(了解和掌握鼠标、键盘的阻塞和非阻塞过程的应用方法);扩展I/O(文件输入和输出,图形结果的输出,视窗环境下的文字输入等);综合应用(科赫雪花线绘制、可视化排序、图形界面下的无向图输入、RAPTOR绘图程序等)。附录A是为将本书的设计案例转换成主流程序设计语言C#提供帮助信息;附录B是为RAPTOR程序编写DLL插件提供参考;附录C为术语对照表,可帮助读者查阅RAPTOR的联机帮助。

书中案例大部分为可拓展的设计型实验,取材于学生自选并实现的可视化编程作业。本书着眼于以学生为学习主体的实践与创新活动,充分体现现代大学生的思想与表达方法的多样性、可贵的创新探索、旺盛的求知欲和好奇心。为读者跨入可视化计算的大门开辟了简便快捷的途径。

本书由谢涛、程向前负责全书的构架设计与文稿编写,杨金成负责全书案例的设计、改进与调试。本书中的部分案例选取或参考了2012—2013年西安交通大学少年103,104,111,112,113,114班的“计算概论”课程和软件学院2013级新生“计算机应用技术基础”课程自选作业中所提交的程序。西安交通大学教务处拔尖办为少年班“计算概论”课程的教学改革提供了项目支持,作者在此表示衷心感谢。

由于时间原因,本书在文字和案例上难免存在瑕疵,恳请读者批评指正。

作者

2014年5月于西安交通大学

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