面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）
Week 7 & Week 8
1. 对象与类（Objects and Classes）
- 对象（Object）：现实世界中可唯一识别的实体，具有身份、状态和行为
An object represents an entity in the real world that can be distinctly identified. - 类（Class）：对象的模板或蓝图，定义数据字段和方法
A class is a blueprint for creating objects, defining data fields and methods. - 实例化（Instantiation）：创建类的实例（对象）
Creating an instance of a class is called instantiation.
2. 类的定义与构造函数（Class Definition and Constructor）
__init__方法：类的初始化方法，用于设置对象初始状态
The__init__method is the initializer for a class.self参数：指向当前对象的引用
selfrefers to the current instance of the class.- 数据字段（Data Fields）/实例变量（Instance Variables）：对象的状态
Data fields store the state of an object. - 方法（Methods）：对象的行为，可被调用
Methods define the behavior of an object.
3. 封装与数据隐藏（Encapsulation and Data Hiding）
- 私有数据字段（Private Data Fields）：以
__开头，只能在类内部访问
Private fields start with__and can only be accessed within the class. - Getter 和 Setter 方法：提供对私有字段的受控访问
Getter and setter methods provide controlled access to private fields.
4. 继承（Inheritance）
- 子类（Subclass）与父类（Superclass）：子类继承父类的属性和方法
A subclass inherits attributes and methods from a superclass. super()函数：调用父类的方法
super()is used to call methods from the parent class.- 方法重写（Method Overriding）：子类重新定义父类的方法
Method overriding allows a subclass to modify a method defined in the superclass.
5. 多态与动态绑定（Polymorphism and Dynamic Binding）
- 多态（Polymorphism）：子类对象可被当作父类对象使用
Polymorphism allows objects of a subclass to be treated as objects of the superclass. - 动态绑定（Dynamic Binding）：运行时决定调用哪个方法
Dynamic binding determines which method to invoke at runtime.
6. 特殊方法与对象类（Special Methods and the Object Class）
__str__：返回对象的字符串表示
__str__returns a string representation of the object.__eq__：比较两个对象是否相等
__eq__checks equality between two objects.object类：所有类的基类
Theobjectclass is the base class for all classes in Python.
7. 多重继承（Multiple Inheritance）
- 一个类可以从多个父类继承
A class can inherit from more than one parent class. - 继承树（Inheritance Tree）：表示类之间的继承关系
Inheritance trees represent the hierarchical relationships between classes.
8. 类设计与抽象（Class Design and Abstraction）
- 类抽象（Class Abstraction）：隐藏实现细节，提供接口
Class abstraction hides implementation details and provides an interface. - 类封装（Class Encapsulation）：将数据和方法组合成对象
Class encapsulation combines data and methods into a single object.
9. 练习与示例（Exercises and Examples）
Circle、Rectangle、GeometricObject类的实现与继承
Implementation and inheritance ofCircle,Rectangle, andGeometricObjectclasses.TV类、BMI类、Loan类的设计
Design ofTV,BMI, andLoanclasses.
数据结构与算法（Data Structures and Algorithms）
Week 9 & Week 10
1. 算法分析基础（Basics of Algorithm Analysis）
- 时间复杂度（Time Complexity）：衡量算法运行时间随输入规模增长的趋势
Time complexity measures how runtime grows with input size. - 大O表示法（Big-O Notation）：描述算法的渐近上界
Big-O notation describes the upper bound of an algorithm’s growth rate. - 常见复杂度类别（Common Complexity Classes）：
- 常数时间 O(1)
- 对数时间 O(log n)
- 线性时间 O(n)
- 线性对数时间 O(n log n)
- 平方时间 O(n²)
- 指数时间 O(2ⁿ)
2. 算法设计范例（Algorithm Design Paradigms）
- 递归（Recursion）：函数调用自身
A function that calls itself. - 分治法（Divide and Conquer）：将问题分解为更小的子问题
Breaking a problem into smaller subproblems.
3. 搜索算法（Searching Algorithms）
- 二分查找（Binary Search）：在有序列表中查找元素
Binary search finds an element in a sorted list in O(log n) time.
4. 排序算法（Sorting Algorithms）
- 冒泡排序（Bubble Sort）：重复比较相邻元素并交换
Bubble sort repeatedly compares adjacent elements and swaps them if needed. - 快速排序（Quick Sort）：使用分治法，选取基准进行分区
Quick sort uses a pivot to partition the array into subarrays.
5. 基本数据结构（Basic Data Structures）
- 栈（Stack）：后进先出（LIFO）结构
A stack is a Last-In-First-Out (LIFO) data structure. - 队列（Queue）：先进先出（FIFO）结构
A queue is a First-In-First-Out (FIFO) data structure. - 链表（Linked List）：
- 单链表（Singly Linked List）
- 循环链表（Circularly Linked List）
- 双向链表（Doubly Linked List）
- 树（Tree）：层次化数据结构，包含根节点、子节点等
A tree is a hierarchical data structure with a root and children.
6. 数据结构的实现与应用（Implementation and Applications）
- 使用列表实现栈和队列
Implementing stacks and queues using lists. - 使用链表实现栈和队列
Implementing stacks and queues using linked lists. - 栈的应用：括号匹配、HTML标签匹配
Applications of stacks: bracket matching, HTML tag matching. - 队列的应用：网页服务模拟、轮询调度
Applications of queues: web service simulation, round-robin scheduling.
大语言模型简介（Introduction to Large Language Models）
Week 11
1. 大语言模型基础（Basics of LLMs）
- 什么是大语言模型（What are LLMs）：基于Transformer架构，通过大量文本训练
LLMs are transformer-based models trained on vast amounts of text. - 下一个词预测（Next Token Prediction）：LLM的核心任务
The core task of an LLM is to predict the next token in a sequence.
2. 训练与对齐（Training and Alignment）
- 预训练（Pre-training）：在无标签数据上训练
Training on unlabeled data. - 微调（Fine-tuning）：在有标签数据上调整
Adjusting the model on labeled data. - 基于人类反馈的强化学习（RLHF）：使用人类反馈优化模型输出
Reinforcement Learning from Human Feedback optimizes model outputs.
3. 上下文工程与提示工程（Context Engineering and Prompt Engineering）
- 系统提示（System Prompt）：定义模型的角色和行为
System prompts define the model’s persona and behavior. - 用户提示（User Prompt）：用户输入的指令或问题
User prompts are the instructions or questions from the user. - 上下文管理（Context Management）：如何有效组织输入信息
Managing how information is organized in the input context.
4. 工具使用与外部资源（Tool Use and External Resources）
- 检索增强生成（RAG）：结合外部知识库
Retrieval-Augmented Generation combines external knowledge bases. - 工具调用（Tool Calling）：模型调用外部工具（如搜索、计算）
Models can call external tools like search engines or calculators. - 计算机使用（Computer Use）：模型通过键盘鼠标操作计算机
Models can operate computers via keyboard and mouse.
5. 智能体与多智能体系统（Agents and Multi-Agent Systems）
- AI智能体（AI Agent）：能够自主执行任务的系统
An AI agent can autonomously perform tasks. - 多智能体协作（Multi-Agent Collaboration）：多个智能体分工合作
Multiple agents collaborate to complete complex tasks.
6. 模型选择与使用建议（Model Selection and Usage Tips）
- 开源与闭源模型（Open-source vs. Closed-source Models）
- 如何选择合适的模型（How to Choose the Right Model）
- 学习资源与社区（Learning Resources and Communities）
