故事新编 · MyTAOCP

从《计算机程序设计艺术》到工业级 C 语言课程设计 一门面向大一刚学完 C 语言同学的开源算法实践课 · CCF 开源学习课程

这是什么？

MyTAOCP 把高德纳《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming, TAOCP）中的经典算法，改造成 7 轮循序渐进、面向初学者的开源课程设计。

我们相信：**”发明者比发明更重要”。算法不是凭空诞生的公式，而是前人在资源极度匮乏的年代里，用极致想象力结出的智慧之果。因此，每一轮课程都从一个 5W1H 发明者故事开始，再通过“种子项目”脚手架**（算法组合 × 工业场景 × 可控可观工程哲学 × 工程伦理 × 四步破冰 × 避坑锦囊），把学生从”API 搬运工”培养成”系统架构师”。

核心追问：当 AI 能一键生成代码，我们为什么还要手撸底层算法？答案——想象力与逻辑溯源的能力。

面向谁？需要什么基础？

受众	说明
大一刚学完 C 语言的学生	已掌握指针、结构体、数组、单链表
自学转行的个人开发者	想补算法与数据结构功底
在职从业者 / 教师	想获得可复制的课程设计模板

前置知识：仅需 C 语言基础（指针、结构体、数组、单链表）。无需任何算法竞赛背景。

先修课程：AI 时代的 C 语言课程（LearningCwithAI）

本课程是《AI 时代的 C 语言课程》（LearningCwithAI）的进阶课程，构成”语言 → 算法”的两级开源课程体系：

	先修课程	本课程
仓库	PISC/LearningCwithAI	PISC/MyTAOCP
学什么	语言本身（语法、指针、结构体、单链表）	数据结构与算法的工程落地（95 个 TAOCP 算法 → 工业级系统）
学完的标志	“我会写 C 了”	“我能造路由器 / 内存管理器 / 检索引擎了”
共同点	同一教学框架：能控能观工程哲学 + AI 辅助编码 + 五星教学法

先修课程具体提供了什么基础（10 章理论教材 + 7 个实验 + 59 个可编译 C 文件）：

MyTAOCP 需要的基础	来自 LearningCwithAI 的哪一章
指针与内存管理（第 6 轮 GC 的前提）	第 6 章《指针与内存管理》+ 实验 05
结构体、单向链表（第 1 轮环网调度器的前提）	第 7 章《结构体与嵌入式数据结构》+ 实验 06
文件读写（第 5 轮日志检索的前提）	第 8 章《文件操作》
嵌入式综合开发（A 类 B 类嵌入式题目）	第 9 章《综合项目：AI 辅助嵌入式游戏开发》+ 实验 07
“先想后写、AI 生成、我来审计”的学习范式	第 1~3 章 AI 辅助编程范式

📖 学习路径：《AI 时代的 C 语言课程》（语言） → 《故事新编》MyTAOCP（算法与工程）→ 13 道进阶题（自主创造）

7 轮课程地图（循序渐进）

线性结构 ──→ 树结构 ──→ 树的优化 ──→ 组合结构 ──→ 内存管理 ──→ 数值统计

轮次	项目	组合算法	工业场景	认知台阶
第 1 轮	A09 环网调度器	循环链表 + 链地址哈希	工业以太网多任务防重调度	从”单链表到尾 NULL”到”无终点循环”；首次接触”空间换时间”
第 2 轮	A06 传感器压缩字典	哈夫曼树 + Trie	传感器数据无损压缩与检索	首次构建”树”；贪心算法 + 前缀树
第 3 轮	A19 故障决策树	二叉树遍历 + 线索二叉树	设备故障决策树诊断（PLC）	树的遍历；”空间折叠”思想（O(1) 空间）
第 4 轮	A15 路由器检索	Trie + PATRICIA	路由器 IP 前缀高速检索	树的极致压缩（消除单分支节点）
第 5 轮	A20 日志检索	哈希表 + 倒排索引	工业维护日志全文检索	组合结构；”文档→词项”反向映射
第 6 轮	A05 内存管理器	Mark-Sweep GC + 边界标签	嵌入式防碎片内存管理器	图遍历（DFS）用于系统；”自己当操作系统”
第 7 轮	A10 信号检验台	LFG + 卡方/间隔检验	恶劣环境传感器信号检验	数值算法 + 统计思维；”造物主与质检员”

每一轮都严格遵循梅里尔五星教学法（聚焦问题 · 激活旧知 · 示证新知 · 应用新知 · 融会贯通），并提供完整的”算法史故事 + 四步上手 + 避坑锦囊”。

进阶任务：13 道故事新编（学完 7 轮后的新挑战）

学完 7 轮课程后，A 类题目集还剩 13 道（A01、A02、A03、A04、A07、A08、A11、A12、A13、A14、A16、A17、A18），覆盖更进阶的算法组合：

题号	题目	组合算法	难度
A01	工业机器人空间导航引擎	k-d 树 + 斐波那契堆	★★★★
A02	轻量级安全密钥生成器	RSA + Miller-Rabin + 快速幂	★★★★
A03	海量日志外部排序引擎	替代选择 + 胜者树	★★★★
A04	安全逻辑验证器	布尔求值 + BDD	★★★★
A07	产线资源精确匹配排班器	舞蹈链 DLX + 回溯	★★★★
A08	高精度数学库	大整数 + Karatsuba + 二进制 GCD	★★★★★
A11	动态优先级任务调度引擎	拓扑排序 + 斐波那契堆	★★★★
A12	高频交易订单撮合系统	链地址哈希 + 伸展树	★★★★
A13	数控机床定位与防碰撞	Quickselect + k-d 树	★★★★
A14	电网阻抗矩阵压缩评估	稀疏矩阵十字链表 + 霍纳法则	★★★★
A16	传感器配置逻辑验证枚举	组合生成 + DPLL SAT	★★★★★
A17	零移动排序器	表插入排序 + Batcher 归并网络	★★★★
A18	磁带归档排序系统	自然合并 + 多路合并 + 多阶段合并	★★★★

这 13 道题与 7 个故事新编共用同一套”故事新编引导文档”模板（项目要求 → 算法史故事 → 课程任务 → 核心要求 → 工程哲学 → 工程伦理 → 四步上手 → 避坑锦囊），作为学习者自主选题、进阶挑战的开放式课程设计题目。完整引导文档见 course/advanced/。

社区与互动

讨论区 · CSDN 专栏：《计算机程序设计艺术》中的小故事 👉 https://blog.csdn.net/danfouer/category_13157839.html

95 个算法故事（已发布 40 个，陆续更新）+ 7 个故事新编（已发布）
欢迎在专栏文章下留言讨论、交流心得

问题区 · GitLink Issue：

学习过程中遇到困难、发现 bug、想提改进建议，请在 GitLink 仓库发 Issue
维护者会及时回复，优秀的问题与解答也会沉淀进课程文档

助教团队：

7 名完成种子项目的学生入选 CCF 助教招募计划，担任本课程助教，负责学习组织、技术答疑与仓库内容维护
遇到流程或技术问题，可在 Issues 区呼叫助教

目录结构

MyTAOCP/
├── README.md              # 本文件（课程总览）
├── LICENSE                # 双许可证（代码 MIT + 文档 CC BY 4.0）
├── CONTRIBUTING.md        # 贡献指南
├── CODE_OF_CONDUCT.md     # 行为准则（含学术诚信特别条款）
├── CCF开源课程申报书.md    # CCF ODTC 开源课程激励申报书
├── .gitignore
├── course/                # 课程主体（7 轮五星教学设计）
│   ├── 00-课程总纲.md
│   ├── 01-循环链表与哈希.md        # 第 1 轮（完整样例）
│   ├── 02~07-*.md                 # 其余 6 轮（陆续补充）
│   ├── 08-进阶任务-13道故事新编总览.md
│   ├── 09-学习路径指南.md          # 对应关系 + 最优学习顺序
│   └── advanced/                  # 13 道进阶任务的故事新编引导文档
├── projects/              # 7 个开源项目（学生原始代码，含版本迭代）
├── packages/              # 7 个成果包（精简版：报告 + 答辩 PPT + 实验数据）
├── stories/               # 95 个 TAOCP 算法故事 + 95 个 C 实现（基础库）
├── docs/                  # 课程规范（选题指南 / 评分标准 / STM32 技术规范 / 嵌入式题目 / 填充记录）
├── videos/                # 视频外链说明（98 讲解 + 7 答辩视频 → CSDN 专栏）
└── 教师风采/               # 授课教师近期风采（教学荣誉 · 学术参与 · 社会服务）

快速开始

学习者（跟学一轮）

进入 course/01-循环链表与哈希.md，从”聚焦问题”读起
跟随”示证新知”理解算法，用”应用新知”的 checklist 动手写代码
对照 projects/p01-*/ 的参考实现，用”融会贯通”的避坑锦囊自查

教师（复用模板）

阅读 course/00-课程总纲.md 了解五星教学法框架
以任意一轮为模板，替换成你自己的算法与工业场景
参考 docs/评分标准.md 建立评价体系

教学法：五星教学法 × 种子项目脚手架

五星教学法	脚手架模块	落地动作
聚焦问题	课程任务	真实工业命题
激活旧知	新手破冰”你的现状”	唤醒已有 C 语言知识
示证新知	算法史故事 + 四步上手	5W1H 发明者故事 + 类比演示
应用新知	核心要求 checklist	动手编码 + 验收测试
融会贯通	避坑锦囊 + 压测 + 共创	工程判断 + “作者栏写你的名字”

开源协议

代码：MIT License
文档 / 故事 / 教学设计：CC BY 4.0

详见 LICENSE。

参与贡献

欢迎提交新的算法故事、课程设计、改进建议。请阅读 CONTRIBUTING.md。

关于本项目

发起人：朱宗晓（中南民族大学计算机学院·人工智能学院）
主办：平行智能研习社
定位：CCF 开源学习课程（参与 CCF 开源课程激励活动）
相关成果：2026 全国程序设计课程教学案例特等奖 · 2025 CECC 实验案例一等奖 · CCF ODTC 开源激励计划入选

授课教师近期风采

👉 教师风采/README.md

2025–2026 年度教学、科研与社会服务剪影：CCF ODTC 开源课程入选 · 全国高校算法课程特等奖 · CECC 一等奖 · 教育部 101 计划核心课程备课会 · 自动化学会科普大讲堂（12000+ 观看）· 一堂探月黑客松 · 创立方创业训练营。

这本书没有写完，作者栏写着你的名字。翻开它，用你的 C 语言代码书写下一章。