【官方正版】 形式語言與自動機理論教學參考書 第3版 圖靈機 問題分析 求解思路 典型習題解析 蔣宗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 蔣宗
• 第3版
• 算法分析

店鋪： 納卓圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302317814

商品編碼：28650795194

叢書名： 形式語言與自動機理論教學參考書

齣版時間：2013-05-01

	全國包郵活動日期：2018-05-24 18:24 - 2019-03-31 18:24 單筆訂單滿39元 包郵( 不包郵地區：香港、澳門、颱灣、海外 )

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形式語言與自動機理論教學參考書（第3版）

形式語言與自動機理論教學參考書（第3版）

書名:形式語言與自動機理論教學參考書（第3版）

：26.00元

作者:蔣宗禮

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：

ISBN：9787302317814

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版次：3

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 《“十二五”普通高等教育本科規劃教材：形式語言與自動機理論教學參考書（第3版）》作為《形式語言與自動機理論（第3版）》（主教材）的配套教學輔導用書，按照主教材的結構編寫而成。《“十二五”普通高等教育本科規劃教材：形式語言與自動機理論教學參考書（第3版）》包括有關內容的講解、學習要點、問題分析、求解思路和方法、注意事項。考慮到該課程習題求解具有相當的難度，以及給齣全部習題解答又不利於學生學習，隻給齣瞭典型習題的解析。為瞭引導讀者及時總結學習內容，按照小節給齣知識點和主要內容解讀，為讀者學習和掌握主教材中的知識點和問題求解方法，體會問題求解的核心思想提供幫助，對教師和學生來說，閱讀這些內容都是很有意義的。

 第1章 緒論
1.1 集閤的基礎知識
1.1.1 集閤及其錶示
1.1.2 集閤之間的關係
1.1.3 集閤的運算
1.2 關係
1.2.1 二元關係
1.2.2 遞歸定義與歸納證明
1.2.3 關係的閉包
1.3 圖
1.3.1 無嚮圖
1.3.2 有嚮圖
1.3.3 樹
1.4 語言
1.4.1 什麼是語言
1.4.2 形式語言與自動機理論的産生與作用
1.4.3 基本概念
1.5 小結
1.6 典型習題解析

第2章 文法
2.1 啓示
2.2 形式定義
2.3 文法的構造
2.4 文法的喬姆斯基體係
2.5 空語句
2.6 小結
2.7 典型習題解析

第3章 有窮狀態自動機
3.1 語言的識彆
3.2 有窮狀態自動機
3.3 不確定的有窮狀態自動機
3.3.1 作為對DFA的修改
3.3.2 NFA的形式定義
3.3.3 NFA與DFA等
3.4 帶空移動的有窮狀態自動機
3.5 FA是正則語言的識彆器
3.5.1 FA與右綫性文法
3.5.2 FA與左綫性文法
3.6 FA的一些變形
3.6.1 雙嚮有窮狀態自動機
3.6.2 帶輸齣的FA
3.7 小結
3.8 典型習題解析

第4章 正則錶達式
4.1 啓示
4.2 正則錶達式的形式定義
4.3 正則錶達式與FA等
4.3.1 正則錶達式到FA的等變換
4.3.2 正則語言可以用正則錶達式錶示
4.4 正則語言等模型的總結
4.5 小結
4.6 典型習題解析

第5章 正則語言的性質
5.1 正則語言的泵引理
5.2 正則語言的封閉性
5.3 Myhill�睳erode定理與DFA的極小化
5.3.1 Myhill�睳erode定理
5.3.2 DFA的極小化
5.4 關於正則語言的判定算法
5.5 小結
5.6 典型習題解析

第6章 上下文無關語言
6.1 上下文無關文法
6.1.1 上下文無關文法的派生樹
6.1.2 二義性
6.1.3 自頂嚮下的分析和自底嚮上的分析
6.2 上下文無關文法的化簡
6.2.1 去無用符號
6.2.2 去ε�膊�生式
6.2.3 去單一産生式
6.3 喬姆斯基範式
6.4 格雷巴赫範式
6.5 自嵌套文法
6.6 小結
6.7 典型習題解析

第7章 下推自動機
7.1 基本定義
7.2 PDA與CFG等
7.2.1 PDA用空棧接受和用終止狀態接受等
7.2.2 PDA與CFG等
7.3 小結
7.4 典型習題解析

第8章 上下文無關語言的性質
8.1 上下文無關語言的泵引理
8.2 上下文無關語言的封閉性
8.3 上下文無關語言的判定算法
8.3.1 L空否的判定
8.3.2 L是否有窮的判定
8.3.3 x是否為L的句子的判定
8.4 小結
8.5 典型習題解析

第9章 圖靈機
9.1 基本概念
9.1.1 基本圖靈機
9.1.2 圖靈機作為非負整函數的計算模型
9.1.3 圖靈機的構造
9.2 圖靈機的變形
9.2.1 雙嚮無窮帶圖靈機
9.2.2 多帶圖靈機
9.2.3 不確定的圖靈機
9.2.4 多維圖靈機
9.2.5 其他圖靈機
9.3 通用圖靈機
9.4 幾個相關的概念
9.4.1 可計算性
9.4.2 P與NP相關問題
9.5 小結
9.6 典型習題解析

第10章 上下文有關語言
10.1 圖靈機與短語結構文法的等性
10.2 綫性有界自動機及其與上下文有關文法的等性
10.3 小結
10.4 典型習題解析

第11章 內容歸納
11.1 文法與語言
11.2 正則語言
11.3 上下文無關語言
11.4 圖靈機

第12章 教學設計
12.1 概述
12.2 課程內容體係
12.2.1 課程的基本描述
12.2.2 教學定位
12.2.3 知識點與學時分配
12.3 講授提示
12.3.1 重點與難點
12.3.2 講授中應注意的方法等問題
12.4 習題與實驗
12.4.1 指導思想
12.4.2 關於大作業和實驗
12.5 考試與成績記載
 

 蔣宗禮，1978年3月至1984年7月在哈爾濱工業大學計算機學科學習，曾到美國，加拿大進修，自1984年起先後在哈爾濱工業大學和北京工業大學主講編譯理、形式語言與自動機理論、人工神經網絡等課程。教學名師，教學團隊負責人，國傢精品課程，國傢精品課程 、國傢精品資源共享課（立項）負責人，主編有精品教材，獲國傢教學成果二等奬2項，另有師、航天部優秀青年教師等榮譽稱號。主要學術兼職有中國工程教育認證協會成員，教育部高等學校計算機類專業指導委員會副主任，全國高校計算機教育研究會理事長、中國計算機學會教育專業委員會副主任。

 

 培養創新人纔，對本科教育來講，主要是夯實基礎、訓練思維、養成探索之習慣。所以，創新能力（innovationability）的培養不能著眼於眼前，簡單追求立竿見影，必須麵嚮未來，尋求可持續發展。所以，要追求雄厚的基礎（fundaments）、有效的思維（thinking）、勤奮的實踐（practice），這3點簡單歸納為“厚基礎、善思維、常實踐”，可以用如下公式錶示：I=F+T+P
　　首先是“厚基礎”，包括知識基礎和能力基礎。對計算機類專業人纔來說，重要的理論基礎主要來自於理論課程的學習。認真深入地讀幾本基礎性的書，深入理解其中的內容，使自己的思想水平上升到一個新的高度，是非常必要的。為瞭達到學習知識以提升能力的目的，就要在學習知識的同時，注重對其中蘊含的思想和方法的學習，培養主動探索意識與精神。其次是“善思維”。古人雲：“學而不思則罔，思而不學則殆。”要想將書中的知識轉化成自己的知識和能力，就必須在認真讀書的過程中勤奮地思考。在培養創新思維能力的過程中建立創新意識，形成創新能力。最後，“常實踐”是手段。在實踐中去加深理解，實踐探索。“動手能力”不能是狹義的，它不僅僅簡單地來自於下工廠、進企業、進實驗室的活動，更不是簡單地“編程序”。作為一名科技工作者，“動手”的關鍵在於“動腦”。
　　就計算學科而言，離開瞭理論的指導，就很難有高水平的實踐。作者認為，“理論，可以使人‘站到巨人的肩膀上’，並擁有一個‘智慧的腦’”；“實踐，需要用智慧的腦，練就一雙靈巧的手，去開創一個新世界”。不應該將理論和實踐教學割裂開，要有意識地將它們融在一起，這樣會收到事半功倍的效果。這就是說，既要“動手”又要“動腦”，要用高水平的動腦，去“指揮”高水平的動手，也就是“理性實踐”。而且，不同的專業、不同的課程需要不同形式的實踐。就本課程而言，認真地讀書，思考一些問題，做一些各種難度的練習，就是一種常規的實踐。在這個過程中領悟大師們的思維，從而達到訓練思維、提升思維水平的目的，不斷強化自己探索未知的意識，提升探索的能力。
　　這些能力導嚮教育的思想如何體現在教材中？如何引導讀者去發現問題、分析問題、解決問題？如何使得這些引導既深入又簡單？它們一直是作者努力探討的問題。在本書的寫作中，除瞭敘述基本的知識內容外，還努力進行著問題的分析，從而使這些分析在本書中占有很大的篇幅。建議讀者不要簡單地背定義、定理，要深入地理解，達到能夠用自己的語言錶達它們的程度。特彆要注意認真地閱讀分析部分，其中的某一句話可能會使讀者産生“恍然大悟”之感，而某一句話可能會引導讀者思考更深入的問題。希望讀者能夠仔細地閱讀這些內容，相信會有更多的收獲。

形式語言與自動機理論：計算的基石與邏輯的深度 本書緻力於深入探索形式語言與自動機理論這一計算機科學核心領域，為讀者提供一個全麵而深刻的學習體驗。我們將從最基礎的概念齣發，逐步構建起一套嚴謹的理論體係，涵蓋從簡單的有限自動機到復雜的圖靈機，以及它們所能識彆和處理的各種語言。本書旨在幫助讀者理解計算的本質，掌握形式化描述和推理的方法，並為進一步學習算法設計、程序語言理論、計算復雜性等高級主題打下堅實的基礎。 第一部分：有限自動機與正則語言——模式識彆的入門 我們將從最簡單的計算模型——有限自動機（Finite Automata, FA）開始。這是一種具有有限數量狀態的抽象機器，用於識彆給定輸入字符串是否屬於某個語言。我們會詳細介紹確定性有限自動機（Deterministic Finite Automata, DFA）和非確定性有限自動機（Non-deterministic Finite Automata, NFA），並證明它們在識彆能力上的等價性。讀者將學習如何構造DFA和NFA來識彆特定的字符串集閤，以及如何將NFA轉換為等價的DFA。 在此基礎上，我們將引入正則語言（Regular Languages）的概念。正則語言是可以通過有限自動機識彆的語言，它們是形式語言中最簡單的一類。我們將詳細闡述正則錶達式（Regular Expressions）的定義和性質，並證明正則錶達式與有限自動機在描述能力上的等價性。通過大量實例，讀者將學會如何使用正則錶達式來簡潔高效地描述文本模式，例如查找特定格式的郵箱地址、URL等，這將直接應用於文本處理、編譯器設計中的詞法分析等實際場景。 為瞭深入理解正則語言的性質，我們還將探討“泵引理”（Pumping Lemma for Regular Languages）。這是一個強大的工具，用於證明某個語言不是正則語言。通過分析語言的結構，我們可以利用泵引理來反證其無法被有限自動機識彆，從而避免在設計自動機時走入死鬍同。 第二部分：下推自動機與上下文無關語言——程序的結構解析 本部分將引入更為強大的計算模型——下推自動機（Pushdown Automata, PDA）。與有限自動機不同，下推自動機在狀態的基礎上還擁有一個棧（stack），這個棧為模型提供瞭無限的存儲能力，但其訪問方式是受限的（隻能在棧頂進行操作）。這種額外的能力使得下推自動機能夠識彆更廣泛的語言。 我們將區分確定性下推自動機（Deterministic Pushdown Automata, DPDA）和非確定性下推自動機（Non-deterministic Pushdown Automata, NPDA），並討論它們之間的能力差異（NPDA比DPDA更強大）。通過實例，讀者將學會如何設計PDA來接受某些具有嵌套結構的語言，例如括號匹配、算術錶達式等。 緊接著，我們將介紹上下文無關語言（Context-Free Languages, CFLs）的概念。CFLs是能被下推自動機識彆的語言。我們將詳細闡述文法（Grammars）的概念，特彆是上下文無關文法（Context-Free Grammars, CFGs），並證明CFGs與PDAs在描述能力上的等價性。讀者將學習如何編寫CFGs來生成特定的語言，理解語法樹（Parse Trees）的概念，這對於理解程序語言的結構至關重要。 本書還將深入分析上下文無關語言的重要性質，包括“泵引理”（Pumping Lemma for Context-Free Languages），它與正則語言的泵引理類似，是證明某個語言不是上下文無關語言的有力工具。我們還將探討一些重要的算法，例如CYK算法，用於判斷一個字符串是否屬於某個上下文無關文法生成的語言，以及如何從CFG生成齣所有的句子。 第三部分：圖靈機與遞歸可枚舉語言——計算能力的邊界 本部分將把我們的目光投嚮計算能力的巔峰——圖靈機（Turing Machines, TM）。圖靈機被普遍認為是通用計算的抽象模型，它擁有一個無限長的紙帶，一個讀寫頭，以及一套有限的狀態和轉移規則。圖靈機的模型比下推自動機更加通用，它能夠模擬任何可計算的函數。 我們將詳細介紹圖靈機的定義、工作原理，包括多種變體，如多帶圖靈機、非確定性圖靈機等，並證明它們在計算能力上的等價性。讀者將學習如何設計圖靈機來執行各種計算任務，從簡單的字符串操作到復雜的數值計算。 在此基礎上，我們將引入遞歸可枚舉語言（Recursively Enumerable Languages, RELs），也被稱為可計算語言（Computable Languages）或可識彆語言（Recognizable Languages）。這些語言是由圖靈機所能接受（識彆）的語言。我們將深入探討可計算性（Computability）和不可計算性（Uncomputability）的界限。 我們將會詳細講解“停機問題”（Halting Problem）的不可判定性，這是計算理論中最著名且最深刻的定理之一。通過“歸約”（Reduction）的思想，我們將證明許多其他問題也具有不可判定性，從而勾勒齣計算能力的真實邊界。 此外，本書還將介紹遞歸語言（Recursive Languages）和遞歸可枚舉語言之間的關係。遞歸語言是可以被一個總是停機的圖靈機所接受的語言，它們比遞歸可枚舉語言更“強”，因為我們能保證算法的終止。 第四部分：計算復雜性理論初步——效率的考量 在理解瞭計算能力的基礎上，我們自然會關注計算的效率。本部分將初步介紹計算復雜性理論（Computational Complexity Theory）的基本概念。我們將討論時間復雜性（Time Complexity）和空間復雜性（Space Complexity），並引入P類問題（Polynomial-time solvable problems）和NP類問題（Non-deterministic polynomial-time solvable problems）的概念。 我們將探討NP-完全問題（NP-complete problems），這類問題是NP類中最“難”的問題，如果其中任何一個問題能在多項式時間內解決，那麼NP類中的所有問題都將能在多項式時間內解決。我們將通過一些經典例子，如旅行商問題（Traveling Salesperson Problem）、滿足性問題（Satisfiability Problem, SAT）等，來說明NP-完全問題的普遍性和挑戰性。 理解計算復雜性對於實際的算法設計至關重要。它幫助我們評估算法的可行性，並指導我們尋找近似算法或啓發式方法來解決那些計算上不可行的難題。 本書的特點與價值： 理論嚴謹與實踐結閤： 本書在介紹抽象理論的同時，注重通過大量的實例和習題來幫助讀者理解和掌握相關概念。每一個理論概念都配有清晰的解釋和直觀的比喻，力求讓讀者在理解理論的基礎上，也能看到其在實際應用中的影子。 循序漸進的學習路徑： 從基礎的有限自動機到強大的圖靈機，再到計算復雜性的初步探討，本書的學習路徑設計得邏輯清晰，循序漸進，確保讀者能夠逐步建立起完整的知識體係，避免知識斷裂。 深度解析與解題思路： 對於重要的概念和定理，本書將提供深度解析，並輔以典型的習題，重點講解解題的思路和方法。這不僅幫助讀者鞏固所學知識，更重要的是培養他們獨立解決問題的能力。 為進階學習奠定基礎： 形式語言與自動機理論是計算機科學的基石，掌握好這門學科對於深入理解編譯器設計、程序語言理論、操作係統、人工智能等領域至關重要。本書將為讀者在這些方嚮上的進一步學習提供堅實的基礎。 培養計算思維： 通過學習形式化描述、模型構建和邏輯推理，本書將有效培養讀者的計算思維能力，即以一種結構化、係統化的方式來分析和解決問題的能力。 本書適閤作為計算機科學、軟件工程、人工智能等相關專業的本科生和研究生教材或參考書，也適閤對計算理論感興趣的任何人士閱讀。無論您是初學者，還是希望加深理解的在讀學生，抑或是希望重溫經典理論的研究者，本書都將是您學習形式語言與自動機理論的理想伴侶。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對形式語言與自動機理論的學習一直有些力不從心，感覺理論概念抽象，習題又變化多端，常常是看瞭半天書，做起題來還是束手無策。直到我偶然發現瞭這本【官方正版】形式語言與自動機理論教學參考書第3版，我的學習狀態纔有瞭質的飛躍。這本書的標題雖然看起來很學術，但其內容卻非常貼近實際的學習需求。最吸引我的是它將“圖靈機 問題分析 求解思路 典型習題解析”這些關鍵詞放在瞭如此重要的位置，這精準地擊中瞭我的學習痛點。以往的教材，往往是理論講完就一帶而過，留給學生大量的思考和練習空間，但對於我這種需要明確指導的學生來說，這種方式效果甚微。而這本書，則完全不同。它在每一章節的講解中，都將理論與實踐緊密結閤。例如，在介紹下推自動機時，它不僅講解瞭其工作原理，更深入地分析瞭如何構建一個下推自動機來識彆特定語言，並且給齣瞭非常詳細的步驟指導。更讓我驚喜的是，書中收錄瞭大量來自不同學校和不同考試的典型習題，而且每一道題都附有詳盡的解答思路，甚至會分析齣題人的意圖以及解題過程中容易齣現的錯誤。我常常會先嘗試自己做題，然後再對照書中的解析，通過對比自己的思路和書中的方法，我能清晰地發現自己的不足，並及時調整學習策略。這種循序漸進、注重實操的學習方式，極大地提升瞭我對形式語言與自動機理論的掌握程度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題相當直白，一開始我被“教學參考書”和“第3版”吸引瞭，畢竟對於學習這種理論性較強的學科，一本內容紮實、更新及時的參考書至關重要。然而，當我拿到這本書時，首先映入眼簾的是“圖靈機 問題分析 求解思路 典型習題解析”這些副標題。這讓我對它的定位産生瞭更清晰的認識——它不僅僅是一本簡單的理論介紹，更側重於實際的應用和解題方法。拿到書後，我迫不及待地翻閱瞭目錄，看到內容安排上，從基礎的語言定義、文法 GRS、推導、規約，到不同類型的自動機（有限自動機、下推自動機、圖靈機），再到可計算性理論和NP完全性，條理清晰，層層遞進。最令我驚喜的是，對於每一個重要概念，書中都提供瞭詳細的“問題分析”和“求解思路”，這對於我這種容易在理論海洋中迷失方嚮的學生來說，簡直是雪中送炭。例如，在講解泵引理時，書中不僅僅給齣瞭定理的錶述，還詳細剖析瞭如何構造“泵”以及如何利用它來證明語言不可正則，並且配有多個不同類型的典型習題，每一道題都給齣瞭詳細的解題步驟和思路啓發，這比我之前看的任何一本教材都更加實用。我尤其喜歡它在解析習題時，會先引導讀者思考，而不是直接給齣答案，這種互動式的講解方式讓我受益匪淺，也讓我對書中的內容有瞭更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版信息，尤其是“第3版”和“官方正版”，給瞭我一種信任感，預示著它是一個經過市場檢驗、內容相對成熟的版本。而“圖靈機 問題分析 求解思路 典型習題解析”這些具體的描述，則讓我看到瞭它作為一本教學參考書的實用價值。“形式語言與自動機理論”本身就是一個聽起來頗具挑戰性的學科，我一直渴望能有一本真正能夠幫助我理解和掌握這門學科的參考書。這本蔣宗老師編寫的書，恰恰滿足瞭我的需求。它並沒有僅僅停留在理論的羅列，而是非常注重如何將抽象的理論轉化為具體的解題方法。我尤其欣賞書中對“問題分析”和“求解思路”的深入講解。比如，在學習上下文無關文法的時候，麵對一道需要構造文法的題目，我常常會感到無從下手。而這本書，就會先分析這類問題的常見類型，然後給齣幾種通用的構造思路，並輔以大量的例子說明。這使得我能夠更好地理解文法構造的邏輯，而不是死記硬背。同樣，在圖靈機相關的習題解析中，書中會詳細地闡述如何設計狀態轉移、如何定義讀寫頭操作，並分析不同設計方案的優劣。這種深入淺齣的講解方式，讓我對復雜的問題不再望而卻步。它更像是一位經驗豐富的導師，在你遇到睏難時，能夠提供及時的指導和啓發，讓你逐步掌握解決問題的能力，而不是簡單地告知答案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“【官方正版】形式語言與自動機理論教學參考書 第3版”讓我對它的權威性和時效性充滿期待，而“圖靈機 問題分析 求解思路 典型習題解析”這些副標題則讓我看到它在實用性上的側重點。拿到書後，我最先感受到的是其內容的深度和廣度。它不僅涵蓋瞭形式語言與自動機的經典理論，例如喬姆斯基譜係、正則語言、上下文無關語言等，更在這些理論的基礎上，深入探討瞭與這些理論緊密相關的計算模型，特彆是圖靈機。我特彆喜歡書中對於“問題分析”和“求解思路”的詳盡闡述。很多時候，學習理論隻是第一步，更重要的是如何將這些理論應用到解決實際問題中。這本書在這方麵做得非常齣色，它通過對一個個典型問題的剖析，展示瞭如何運用所學的理論知識來尋找解決方案。例如，在處理一些復雜的語言識彆問題時，書中會先引導讀者分析問題的本質，然後給齣幾種可能的解題思路，並逐一評估其可行性，最終帶領讀者找到最優解。這對於我這種習慣於“跟著老師的思路走”的學生來說，是一種極大的鍛煉。此外，書中提供的“典型習題解析”也是一大亮點，它不僅僅是給齣答案，而是詳細地講解瞭每一步的推導過程，甚至是題目背後的思想。我常常會自己嘗試解答，然後對照書中的解析，從中學習不同的解題技巧和思維方式，這讓我在不知不覺中提升瞭自己的解題能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在理論計算領域摸爬滾打多年的學生，我深知一本優秀的參考書對於提升學習效率和解決實際問題的能力有多麼重要。這本【官方正版】形式語言與自動機理論教學參考書第3版，在我看來，恰恰是這樣一本難得的寶藏。它最讓我印象深刻的是其嚴謹而又不失靈活的講解方式。書中對於每一個概念的定義都力求精確，同時又不會顯得枯燥乏味。特彆是在涉及一些抽象的理論時，例如圖靈機的停機問題，書中通過生動形象的比喻和詳細的邏輯推演，將這個看似棘手的難題剖析得淋灕盡緻。我尤其欣賞的是它對“問題分析”和“求解思路”的側重。許多時候，我們學習理論知識，最大的挑戰不在於理解定義，而在於如何將這些理論應用到實際問題中。這本書在這方麵做得尤為齣色，它不僅提供瞭大量的典型習題，更重要的是，它為每一道習題都提供瞭詳細的解題思路和分析過程，並且會指齣其中可能遇到的難點和誤區，這對於我們獨立解決問題能力的培養起到瞭至關重要的作用。我曾嘗試過自己獨立解決一些復雜的習題，當遇到瓶頸時，翻開書中的解析，總能從中獲得新的啓示，讓我茅塞頓開。這種“授人以魚不如授人以漁”的教學理念，貫穿瞭整本書，讓我覺得這是一本真正值得反復研讀的參考書。