C++程序設計:原理與實踐(進階篇)(原書第2版) 深入學習C++語言書籍 計算機程序設計書籍

C++程序設計:原理與實踐(進階篇)(原書第2版) 深入學習C++語言書籍 計算機程序設計書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[美] 本賈尼·斯特勞斯特魯普 著
圖書標籤:
  • C++
  • 程序設計
  • 進階
  • 計算機科學
  • 編程
  • 算法
  • 數據結構
  • 軟件工程
  • 麵嚮對象編程
  • 第二版
  • 技術圖書
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店鋪: 泰州新華書店圖書專營店
齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111562528
商品編碼:25937163624
包裝:平裝-膠訂
開本:16
齣版時間:2017-04-01

具體描述

內容簡介

  C++之父BjarneStroustrup經典著作《C++程序設計:原理與實踐(原書第2版)》基於新的C++11和C++14,廣泛地介紹瞭程序設計的基本概念和技術,包括類型係統、算術運算、控製結構、錯誤處理等;介紹瞭從鍵盤和文件獲取數值和文本數據的方法以及以圖形化方式錶示數值數據、文本和幾何圖形;介紹瞭C++標準庫中的容器(如嚮量、列錶、映射)和算法(如排序、查找和內積)的設計和使用。同時還對C++思想和曆史進行瞭詳細的討論,很好地拓寬瞭讀者的視野。為方便讀者循序漸進學習,加上篇幅所限,《C++程序設計:原理與實踐(原書第2版)》分為基礎篇和進階篇兩冊齣版,基礎篇包括第0~11章、第17~19章和附錄A、C,進階篇包括第12~16章、第20~27章和附錄B、D、E。本書是進階篇。本書通俗易懂、實例豐富,可作為大學計算機、電子工程、信息科學等相關專業的教材,也可供相關專業人員參考。

作者簡介

  作者簡介Programming: Principles and Practice Using C++, Second Edition你也許有理由問:“是一些什麼人想要教我程序設計?”那麼,下麵給齣作者的一些生平信息。Bjarne Stroustrup和Lawrence“Pete”Petersen閤著瞭本書。Stroustrup還設計並講授瞭麵嚮大學一年級學生的課程,這門課程是與本書同步發展起來的,以本書的初稿作為教材。  Bjarne Stroustrup我是C++語言的設計者和初的實現者。在過去大約40年間,我使用C++和許多其他程序設計語言進行過各種各樣的編程工作。我喜歡那些用在富有挑戰性的應用(如機器人控製、繪圖、遊戲、文本分析以及網絡應用)中的優美而又高效的代碼。我教過能力和興趣各異的人設計、編程和C++語言。我是ISO標準組織C++委員會的創建者,現在是該委員會語言演化工作組的主席。  這是我本入門性的書。我編著的其他書籍如《The C++ Pro-gramming Language》和《The Design and Evolution of C++》都是麵嚮有經驗的程序員的。  我生於丹麥奧爾鬍斯一個藍領(工人階級)傢庭,在傢鄉的大學獲得瞭數學與計算機科學碩士學位。我的計算機科學博士學位是在英國劍橋大學獲得的。我為AT&T;工作瞭大約25年,初在著名的貝爾實驗室的計算機科學研究中心——Unix、C、C++及其他很多東西的發明地,後來在AT&T;實驗室研究中心。  我現在是美國國傢工程院的院士,ACM會士(Fellow)和IEEE會士。我獲得瞭2005年度Sigma Xi(科學研究協會)的科學成就William Procter奬,我是首位獲得此奬的計算機科學傢。2010年,我獲得瞭丹麥奧爾鬍斯大學古老也富聲望的奬項Rigmor og Carl Holst-Knudsens Videnskapspris,該奬項頒發給為科學做齣貢獻的與該校有關的人士。2013年,我被位於俄羅斯聖彼得堡的信息技術、力學和光學(ITMO)國立研究大學授予計算機科學榮譽博士學位。  至於工作之外的生活,我已婚,有兩個孩子,一個是醫學博士,另一個在進行博士後研究。我喜歡閱讀(包括曆史、科幻、犯罪及時事等各類書籍),還喜歡各種音樂(包括古典音樂、搖滾、藍調和鄉村音樂)。和朋友一起享受美食是我生活中必不可少的一部分,我還喜歡參觀世界各地有趣的地方。為瞭能夠享受美食,我還堅持跑步。  關於我的更多信息,請見我的網站www.stroustrup.com。特彆是,你可以在那裏找到我名字的正確發音。  Lawrence“Pete”Petersen2006年年末,Pete如此介紹他自己:“我是一名教師。近20年來,我一直在德州農工大學講授程序設計語言。我已5次被學生選為優秀教師,並於1996年被工程學院的校友會選為傑齣教師。我是Wakonse優秀教師計劃的委員和教師發展研究院院士。  作為一名陸軍軍官的兒子,我的童年是在不斷遷移中度過的。在華盛頓大學獲得哲學學位後,我作為野戰炮兵官員和操作測試研究分析員在軍隊服役瞭22年。1971年至1973年期間,我在俄剋拉荷馬希爾堡講授野戰炮兵軍官的高級課程。1979年,我幫助創建瞭測試軍官的訓練課程,並在1978年至1981年及1985年至1989年期間在跨越美國的九個不同地方以首席教官的身份講授這門課程。  1991年我組建瞭一個小型的軟件公司,生産供大學院係使用的管理軟件,直至1999年。我的興趣在於講授、設計和實現供人們使用的實用軟件。我在喬治亞理工大學獲得瞭工業管理學碩士學位,在德州農工大學獲得瞭教育管理學碩士學位。我還從NTS獲得瞭微型計算機碩士學位。我在德州農工大學獲得瞭信息與運營管理學博士學位。  我和我的妻子Barbara都生於德州的布萊恩。我們喜歡旅行、園藝和招待朋友;我們花盡可能多的時間陪我們的兒子和他們的傢庭,特彆是我們的孫子和孫女Angelina、Carlos、Tess、Avery、Nicholas和Jordan。”  令人悲傷的是,Pete於2007年死於肺癌。如果沒有他,這門課程絕對不會取得成功。

目錄

齣版者的話 
譯者序 
前言 
引言 
作者簡介 
第15章 容器和迭代器 1 
15.1 存儲和處理數據 1 
15.1.1 處理數據 1 
15.1.2 泛化代碼 2 
15.2 STL理念 4 
15.3 序列和迭代器 7 
15.3.1 迴到實例 8 
15.4 鏈錶 9 
15.4.1 鏈錶操作 11 
15.4.2 遍曆 12 
15.5 再次泛化vector 13 
15.5.1 遍曆容器 15 
15.5.2 auto 15 
15.6 實例:一個簡單的文本編輯器 16 
15.6.1 處理行 18 
15.6.2 遍曆 18 
15.7 vector、list和string 21 
15.7.1 insert和erase 22 
15.8 調整vector類達到STL版本的功能 24 
15.9 調整內置數組達到STL版本的功能 26 
15.10 容器概覽 27 
15.10.1 迭代器類彆 28 
簡單練習 29 
思考題 30 
術語 30 
習題 31 
附言 32 
第16章 算法和映射 33 
16.1 標準庫算法 33 
16.2 最簡單的算法f?ind() 34 
16.2.1 一些一般的應用 35 
16.3 通用搜索算法f?ind_if() 36 
16.4 函數對象 38 
16.4.1 函數對象的抽象視圖 39 
16.4.2 類成員上的斷言 39 
16.4.3 lambda錶達式 40 
16.5 數值算法 41 
16.5.1 纍積 42 
16.5.2 泛化accumulate() 43 
16.5.3 內積 44 
16.5.4 泛化inner_product() 45 
16.6 關聯容器 45 
16.6.1 map 46 
16.6.2 map概覽 47 
16.6.3 另一個map實例 50 
16.6.4 unordered_map 51 
16.6.5 set 53 
16.7 拷貝 54 
16.7.1 基本拷貝算法 55 
16.7.2 流迭代器 55 
16.7.3 使用set保持順序 57 
16.7.4 copy_if 57 
16.8 排序和搜索 58 
16.9 容器算法 60 
簡單練習 60 
思考題 61 
術語 62 
習題 62 
附言 63 
第17章 一個顯示模型 64 
17.1 為什麼要使用圖形 64 
17.2 一個基本顯示模型 65 
17.3 第一個例子 66 
17.4 使用GUI庫 68 
17.5 坐標係 69 
17.6 Shape 70 
17.7 使用Shape類 70 
17.7.1 圖形頭文件和主函數 70 
17.7.2 一個幾乎空白的窗口 71 
17.7.3 坐標軸 73 
17.7.4 繪製函數圖 74 
17.7.5 Polygon 75 
17.7.6 Rectangle 76 
17.7.7 填充 78 
17.7.8 Text 78 
17.7.9 Image 80 
17.7.10 更多未討論的內容 81 
17.8 讓圖形程序運行起來 81 
17.8.1 源文件 82 
簡單練習 83 
思考題 83 
術語 83 
習題 84 
附言 84 
第18章 圖形類 85 
18.1 圖形類概覽 85 
18.2 Point和Line 87 
18.3 Lines 88 
18.4 Color 91 
18.5 Line_style 93 
18.6 Open_polyline 95 
18.7 Closed_polyline 96 
18.8 Polygon 97 
18.9 Rectangle 99 
18.10 管理未命名對象 102 
18.11 Text 104 
18.12 Circle 105 
18.13 Ellipse 107 
18.14 Marked_polyline 108 
18.15 Marks 110 
18.16 Mark 111 
18.17 Image 112 
簡單練習 114 
思考題 115 
術語 115 
習題 116 
附言 116 
第19章 設計圖形類 117 
19.1 設計原則 117 
19.1.1 類型 117 
19.1.2 操作 118 
19.1.3 命名 119 
19.1.4 可變性 120 
19.2 Shape 121 
19.2.1 一個抽象類 122 
19.2.2 訪問控製 123 
19.2.3 繪製形狀 125 
19.2.4 拷貝和可變性 127 
19.3 基類和派生類 128 
19.3.1 對象布局 130 
19.3.2 類的派生和虛函數的定義 131 
19.3.3 覆蓋 131 
19.3.4 訪問 133 
19.3.5 純虛函數 134 
19.4 麵嚮對象程序設計的好處 135 
簡單練習 136 
思考題 136 
術語 137 
習題 137 
附言 138 
第20章 繪製函數圖和數據圖 139 
20.1 簡介 139 
20.2 繪製簡單函數圖 139 
20.3 Function 143 
20.3.1 默認參數 143 
20.3.2 更多例子 144 
20.3.3 lambda錶達式 146 
20.4 Axis 146 
20.5 近似 148 
20.6 繪製數據圖 152 
20.6.1 讀取文件 153 
20.6.2 一般布局 154 
20.6.3 數據比例 155 
20.6.4 構造數據圖 156 
簡單練習 158 
思考題 159 
術語 159 
習題 159 
附言 160 
第21章 圖形用戶界麵 161 
21.1 用戶界麵的選擇 161 
21.2 “Next”按鈕 162 
21.3 一個簡單的窗口 163 
21.3.1 迴調函數 164 
21.3.2 等待循環 166 
21.3.3 lambda錶達式作為迴調函數 166 
21.4 Button和其他Widget 167 
21.4.1 Widget 167 
21.4.2 Button 168 
21.4.3 In_box和Out_box 169 
21.4.4 Menu 170 
21.5 一個實例 170 
21.6 控製流反轉 173 
21.7 添加菜單 174 
21.8 調試GUI代碼 178 
簡單練習 179 
思考題 179 
術語 180 
習題 180 
附言 181 
第22章 理念和曆史 182 
22.1 曆史、理念和專業水平 182 
22.1.1 程序設計語言的目標和哲學 182 
22.1.2 編程理念 183 
22.1.3 風格/範型 188 
22.2 程序設計語言曆史概覽 190 
22.2.1 最早的程序設計語言 191 
22.2.2 現代程序設計語言的起源 193 
22.2.3 Algol傢族 197 
22.2.4 Simula 203 
22.2.5 C 204 
22.2.6 C++ 207 
22.2.7 今天 209 
22.2.8 參考資料 210 
思考題 211

前言/序言

  前 言Programming: Principles and Practice Using C++, Second Edition  該死的魚雷!全速前進。  ——Admiral Farragut程序設計是這樣一門藝術,它將問題求解方案描述成計算機可以執行的形式。程序設計中很多工作都花費在尋找求解方案以及對其求精上。通常,隻有在真正編寫程序求解一個問題的過程中纔會對問題本身理解透徹。  本書適閤於那些從未有過編程經驗但願意努力學習程序設計技術的初學者,它能幫助讀者理解使用C++語言進行程序設計的基本原理並獲得實踐技巧。本書的目標是使你獲得足夠多的知識和經驗,以便能使用最新、最好的技術進行簡單有用的編程工作。達到這一目標需要多長時間呢?作為大學一年級課程的一部分,你可以在一個學期內完成這本書的學習(假定你有另外四門中等難度的課程)。如果你是自學的話,不要期望能花費更少的時間完成學習(一般來說,每周15個小時,14周是閤適的學時安排)。  三個月可能看起來是一段很長的時間,但要學習的內容很多。寫第一個簡單程序之前,就要花費大約一個小時。而且,所有學習過程都是漸進的:每一章都會介紹一些新的有用的概念,並通過真實應用中的例子來闡述這些概念。隨著學習進程的推進,你通過程序代碼錶達思想的能力——讓計算機按你的期望工作的能力,會逐漸穩步地提高。我絕不會說:“先學習一個月的理論知識,然後看看你是否能使用這些理論吧。”  為什麼要學習程序設計呢?因為我們的文明是建立在軟件之上的。如果不理解軟件,那麼你將退化到隻能相信“魔術”的境地,並且將被排除在很多最為有趣、最具經濟效益和社會效益的領域之外。當我談論程序設計時,我所想到的是整個計算機程序傢族,從帶有GUI(圖形用戶界麵)的個人計算機程序,到工程計算和嵌入式係統控製程序(如數碼相機、汽車和手機中的程序),以及文字處理程序等,在很多日常應用和商業應用中都能看到這些程序。程序設計與數學有些相似,認真去做的話,會是一種非常有用的智力訓練,可以提高我們的思考能力。然而,由於計算機能做齣反饋,程序設計不像大多數數學形式那麼抽象,因而對多數人來說更易接受。可以說,程序設計是一條能夠打開你的眼界,將世界變得更美好的途徑。最後,程序設計可以是非常有趣的。  為什麼學習C++這門程序設計語言呢?學習程序設計是不可能不藉助一門程序設計語言的,而C++直接支持現實世界中的軟件所使用的那些關鍵概念和技術。C++是使用最為廣泛的程序設計語言之一,其應用領域幾乎沒有局限。從大洋深處到火星錶麵,到處都能發現C++程序的身影。C++是由一個開放的國際標準組織全麵考量、精心設計的。在任何一種計算機平颱上都能找到高質量的、免費的C++實現。而且,用C++所學到的程序設計思想,大多數可直接用於其他程序設計語言,如C、C#、Fortran以及Java。最後一個原因,我喜歡C++適閤編寫優美、高效的代碼這一特點。  本書不是初學程序設計的最簡單入門教材,我寫此書的用意也不在此。我為本書設定的目標是——這是一本能讓你學到基本的實用編程技術的最簡單書籍。這是一個非常雄心勃勃的目標,因為很多現代軟件所依賴的技術,不過纔齣現短短幾年時間而已。  我的基本假設是:你希望編寫供他人使用的程序,並願意認真負責地以較高質量完成這個工作,也就是說,假定你希望達到專業水準。因此,我為本書選擇的主題覆蓋瞭開始學習實用編程技術所需要的內容,而不隻是那些容易講授和容易學習的內容。如果某種技術是你做好基本編程工作所需要的,那麼本書就會介紹它,同時展示用以支持這種技術的編程思想和語言工具,並提供相應的練習,期望你通過做這些練習來熟悉這種技術。但如果你隻想瞭解“玩具程序”,那麼你能學到的將遠比我所提供的少得多。另一方麵,我不會用一些實用性很低的內容來浪費你的時間,本書介紹的內容都是你在實踐中幾乎肯定會用到的。  如果你隻是希望直接使用彆人編寫的程序,而不想瞭解其內部原理,也不想親自嚮代碼中加入重要的內容,那麼本書不適閤你,采用另一本書或另一種程序設計語言會更好些。如果這大概就是你對程序設計的看法,那麼請同時考慮一下你從何得來的這種觀點,它真的滿足你的需求嗎?人們常常低估程序設計的復雜程度和它的重要性。我不願看到,你不喜歡程序設計是因為你的需求與我所描述的軟件世界之間不匹配而造成的。信息技術世界中有很多地方是不要求程序設計知識的。本書麵嚮的是那些確實希望編寫和理解復雜計算機程序的人。  考慮到本書的結構和注重實踐的特點,它也可以作為學習程序設計的第二本書,適閤那些已經瞭解一點C++的人,以及那些會用其他語言編程而現在想學習C++的人。如果你屬於其中一類,我不好估計你學習這本書要花費多長時間。但我可以給你的建議是,多做練習。因為你在學習中常見的一個問題是習慣用熟悉的、舊的方式編寫程序,而不是在適當的地方采用新技術,多做練習會幫助你剋服這個問題。如果你曾經按某種更為傳統的方式學習過C++,那麼在進行到第7章之前,你會發現一些令你驚奇的、有用的內容。除非你的名字是Stroustrup,否則你會發現我在本書中所討論的內容不是“你父輩的C++”。  學習程序設計要靠編程實踐。在這一點上,程序設計與其他需要實踐學習的技藝是相似的。你不可能僅僅通過讀書就學會遊泳、演奏樂器或者開車,必須進行實踐。同樣,你也不可能不讀寫大量代碼就學會程序設計。本書給齣瞭大量代碼實例,都配有說明文字和圖錶。你需要通過讀這些代碼來理解程序設計的思想、概念和原理,並掌握用來錶達這些思想、概念和原理的程序設計語言的特性。但有一點很重要,僅僅讀代碼是學不會編程實踐技巧的。為此,你必須進行編程練習,通過編程工具熟悉編寫、編譯和運行程序。你需要親身體驗編程中會齣現的錯誤,學習如何修改它們。總之,在學習程序設計的過程中,編寫代碼的練習是不可替代的。而且,這也是樂趣所在!  另一方麵,程序設計遠非遵循一些語法規則和閱讀手冊那麼簡單。本書的重點不在於C++的語法,而在於理解基礎思想、原理和技術,這是一名好程序員所必備的。隻有設計良好的代碼纔有機會成為一個正確、可靠和易維護的係統的一部分。而且,“基礎”意味著延續性:當現在的程序設計語言和工具演變甚至被取代後,這些基礎知識仍會保持其重要性。  那麼計算機科學、軟件工程、信息技術等又如何呢?它們都屬於程序設計範疇嗎?當然不是!但程序設計是一門基礎性的學科,是所有計算機相關領域的基礎,在計算機科學領域占有重要的地位。本書對算法、數據結構、用戶接口、數據處理和軟件工程等領域的重要概念和技術進行瞭簡要介紹,但本書不能替代對這些領域的全麵、均衡的學習。  代碼可以很有用,同樣可以很優美。本書會幫你瞭解這一點,同時理解優美的代碼意味著什麼,並幫你掌握構造優美代碼的原理和實踐技巧。祝你學習程序設計順利!  緻學生到目前為止,我在德州農工大學已經用本書教過幾韆名大一新生,其中60%曾經有過編程經曆,而剩餘40%從未見過哪怕一行代碼。大多數學生的學習是成功的,所以你也可以成功。  你不一定是在某門課程中學習本書,本書也廣泛用於自學。然而,不管你學習本書是作為課程的一部分還是自學,都要盡量與他人協作。程序設計有一個不好的名聲——它是一種個人活動,這是不公正的。大多數人在作為一個有共同目標的團體的一份子時,工作效果更好,學習得更快。與朋友一起學習和討論問題不是“作弊”,而是取得進步最有效同時也是最快樂的途徑。如果沒有特殊情況的話,與朋友一起工作會促使你錶達齣自己的思想,這正是測試你對問題理解和確認你的記憶的最有效方法。你沒有必要獨自解決所有編程語言和編程環境上的難題。但是,請不要自欺欺人——不去完成那些簡單練習和大量的習題(即使沒有老師督促你,你也不應這樣做)。記住:程序設計(尤其)是一種實踐技能,需要通過實踐來掌握。如果你不編寫代碼(完成每章的若乾習題),那麼閱讀本書就純粹是一種無意義的理論學習。  大多數學生,特彆是那些愛思考的好學生,有時會對自己努力工作是否值得産生疑問。當你産生這樣的疑問時,休息一會兒,重新讀一下前言,讀一下第1章和第22章。在那裏,我試圖闡述我在程序設計中發現瞭哪些令人興奮的東西,以及為什麼我認為程序設計是能為世界帶來積極貢獻的重要工具。如果你對我的教學哲學和一般方法有疑問,請閱讀引言。  你可能會對本書的厚度感到擔心。本書如此之厚的一部分原因是,我寜願反復重復一些解釋說明或增加一些實例,而不是讓你自己到處找這些內容,這應該令你安心。另外一個主要原因是,本書的後半部分是一些參考資料和補充資料,供你想要深入瞭解程序設計的某個特定領域(如嵌入式係統程序設計、文本分析或數值計算)時查閱。  還有,學習中請耐心些。學習任何一種重要的、有價值的新技能都要花費一些時間,而這是值得的。  緻教師本書不是傳統的計算機科學導論書籍,而是一本關於如何構造能實際工作的軟件的書。因此本書省略瞭很多計算機科學係學生按慣例要學習的內容(圖靈完全、狀態機、離散數學、喬姆斯基文法等)。硬件相關的內容也省略瞭,因為我假定學生從幼兒園開始就已經通過不同途徑使用過計算機瞭。本書也不準備涉及一些計算機科學領域最重要的主題。本書是關於程序設計的(或者更一般地說,是關於如何開發軟件的),因此關注的是少量主題的更深入的細節,而不是像傳統計算機課程那樣討論很多主題。本書隻試圖做好一件事,而且計算機科學也不是一門課程可以囊括的。如果本書被計算機科學、計算機工程、電子工程(我們最早的很多學生都是電子工程專業的)、信息科學或者其他相關專業所采用,我希望這門課程能和其他一些課程一起進行,共同形成對計算機科學的完整介紹。  請閱讀引言,那裏有對我的教學哲學、一般方法等的介紹。請在教學過程中嘗試將這些觀點傳達給你的學生。  ISO標準C++C++由一個ISO標準定義。第一個ISO C++標準於1998年獲得批準,所以那個版本的C++被稱為C++98。寫本書第1版時,我正從事C++11的設計工作。
《現代C++探索:精煉技藝與高性能之道》 內容概述 本書並非一本泛泛而談的C++入門指南,而是為那些已經掌握瞭C++基礎知識,渴望在軟件開發領域達到更高層次的開發者精心打造的進階讀物。我們深入剖析C++語言的精髓,聚焦於現代C++標準(C++11、C++14、C++17、C++20及後續發展)所帶來的強大功能和全新範式。全書圍繞“原理與實踐”的理念,力求在理論深度和實際應用之間找到最佳平衡點,引導讀者理解C++核心機製的運作原理,並學會如何將這些原理轉化為高效、可靠、易於維護的軟件。 目標讀者 已具備C++基礎編程能力,理解變量、數據類型、控製流、函數、類、繼承、多態等核心概念的開發者。 希望係統性地學習現代C++特性,提升代碼質量和性能的工程師。 正在進行或計劃進行大型、復雜C++項目開發的團隊成員。 對操作係統、嵌入式係統、遊戲開發、高性能計算、金融交易係統等對性能和底層控製有較高要求的領域感興趣的開發者。 願意投入時間深入理解語言細節,而非僅僅停留在語法層麵的學習者。 核心主題與章節亮點 本書內容涵蓋瞭C++進階學習的多個關鍵領域,以下將進行詳細闡述: 第一部分:精煉C++核心機製 1. 內存管理與對象生命周期深度剖析: 理解RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 的深層含義: 超越簡單的智能指針應用,深入理解RAII模式如何優雅地管理各種資源(內存、文件句柄、鎖等),以及它在異常安全性和資源泄漏預防中的核心作用。探討自定義RAII類的設計原則。 智能指針的精細化運用: 詳細比較`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`在不同場景下的適用性,以及它們的性能開銷。學習如何避免循環引用、管理自定義刪除器、以及在復雜數據結構中使用智能指針。 自定義內存分配與池技術: 探討`operator new`/`operator delete`的重載,以及如何基於特定應用場景(如頻繁創建/銷毀小對象)設計和實現自定義內存池,以提升性能和減少內存碎片。 理解對象的拷貝、移動與賦值: 深入分析拷貝構造函數、拷貝賦值運算符、移動構造函數、移動賦值運算符的生成規則與自定義實現。重點講解C++11引入的移動語義如何極大地優化資源轉移,減少不必要的拷貝開銷。 2. 類型係統與元編程的魔力: 模闆元編程 (TMP) 的藝術: 探索模闆的遞歸、條件編譯、類型萃取等技術,展示如何利用模闆在編譯時執行計算,生成類型,實現編譯時斷言和錯誤檢查。理解`constexpr`在編譯時計算中的作用。 現代C++類型推導: 深入理解`auto`、`decltype`、`decltype(auto)`的語義,以及它們在簡化代碼、防止類型錯誤方麵的強大能力。 類型特徵 (Type Traits): 學習`std::is_same`、`std::is_base_of`、`std::is_convertible`等類型特徵,以及如何利用它們編寫泛型代碼,實現編譯時對類型的判斷和約束。 Concepts (C++20): 詳細講解Concepts如何為模闆參數提供清晰的約束,提高代碼的可讀性、可維護性和編譯錯誤信息的可理解性。提供實際應用示例。 第二部分:現代C++的強大特性與範式 3. 並發編程與並行執行: 綫程與任務的協作: 深入講解`std::thread`、`std::async`、`std::future`、`std::promise`等標準庫工具,以及如何有效地創建、管理和同步綫程。 並發同步機製: 詳細介紹互斥量(`std::mutex`)、條件變量(`std::condition_variable`)、讀寫鎖(標準庫尚未提供,但講解其概念和實現思路)、原子操作(`std::atomic`)等,以及如何在多綫程環境中安全地共享數據。 並發設計模式: 探討常見的並發設計模式,如生産者-消費者模式、綫程池模式、事件驅動模型等,並給齣C++實現。 並行算法: 介紹C++17引入的並行STL算法,以及如何通過`execution`策略 (`std::execution::par`, `std::execution::seq`) 輕鬆地將現有算法並行化,榨取多核處理器的性能。 4. 函數式編程思想與Lambda錶達式: Lambda錶達式的精通: 覆蓋Lambda錶達式的語法糖,從捕獲列錶、參數列錶、返迴類型到各種高級用法(如返迴Lambda、遞歸Lambda、泛型Lambda)。 函數對象與算法的結閤: 學習如何利用Lambda錶達式和函數對象(仿函數)與STL算法(如`std::for_each`、`std::transform`、`std::find_if`)高效地組閤,實現簡潔、富有錶達力的代碼。 函數式風格的實踐: 探討函數式編程的核心思想,如不可變性、純函數、高階函數,並展示如何在C++中適當地采納這些思想,以提升代碼的可測試性和可預測性。 5. C++20及後續標準的新特性: 模塊 (Modules): 深入理解Modules如何取代傳統的頭文件,解決依賴關係混亂、編譯速度慢等問題,並提供清晰的模塊化設計思路。 協程 (Coroutines): 詳細講解協程的原理,以及如何使用`co_await`, `co_yield`, `co_return`來編寫異步、非阻塞的代碼,特彆是在I/O密集型和網絡編程中的應用。 Ranges (範圍庫): 介紹Ranges庫如何提供一種更流暢、更具錶達力的處理序列數據的方式,以及其與STL算法的協同工作。 Concepts (再次強調): 重點關注Concepts在C++20中的重要性,以及它如何重塑泛型編程的未來。 其他重要特性: 簡要介紹`std::span`、`std::jthread`、三路比較運算符(`<=>`)等,並說明它們在實際開發中的價值。 第三部分:高性能與工程實踐 6. 性能優化策略與工具: 剖析性能瓶頸: 介紹性能分析的基本方法和常用工具(如`gprof`、`perf`、VTune等),教會讀者如何識彆代碼中的性能熱點。 微觀優化技巧: 深入講解編譯器優化(如內聯、循環展開、常量摺疊),數據結構選擇的影響,以及高效的算法設計。 內存訪問模式優化: 強調緩存局部性、數據對齊、數組/嚮量優先等概念,以及如何調整數據布局以獲得最佳的CPU緩存利用率。 避免不必要的開銷: 識彆和消除虛函數調用、異常拋齣、類型轉換等潛在的性能損耗。 SIMD指令集與嚮量化: 介紹SIMD(Single Instruction, Multiple Data)的概念,以及如何利用內在函數或編譯器自動嚮量化來加速計算密集型任務。 7. 健壯性與異常安全: 異常安全級彆: 詳細闡述基本異常安全性、強異常安全性、事務性異常安全性,並提供在代碼設計和實現中達到這些級彆的策略。 RAII與異常處理的結閤: 再次強調RAII模式在異常安全中的關鍵作用,以及如何設計能夠保證資源正確釋放的RAII類。 錯誤處理策略: 比較異常、錯誤碼、`std::optional`、`std::expected`(C++23)等錯誤處理機製,並指導讀者選擇最適閤的方案。 靜態斷言與運行時斷言: 學習如何使用`static_assert`在編譯時捕獲邏輯錯誤,以及如何閤理使用運行時斷言進行調試和驗證。 8. 軟件設計模式與C++實踐: 麵嚮對象設計原則 (SOLID): 迴顧並結閤C++特性,講解單一職責原則、開閉原則、裏氏替換原則、接口隔離原則、依賴倒置原則。 經典的C++設計模式: 重點介紹單例模式(及其綫程安全實現)、工廠模式、建造者模式、觀察者模式、策略模式、裝飾器模式等,並提供現代C++風格的實現。 現代C++設計範式: 討論函數式編程、組閤而非繼承、數據驅動設計等現代開發理念在C++中的應用。 代碼組織與可維護性: 強調清晰的命名、模塊化設計、低耦閤、高內聚的原則,以及如何利用C++的特性(如命名空間、私有成員、友元函數)來管理代碼復雜度。 本書特色 深度與廣度的結閤: 既深入剖析C++的核心原理,又廣泛覆蓋現代C++的最新特性和實用技術。 理論聯係實際: 每一項技術點的講解都配以精心設計的代碼示例,幫助讀者理解其工作機製,並能夠直接應用於實際項目中。 強調“為什麼”: 不僅僅是告訴讀者“怎麼做”,更重要的是解釋“為什麼這樣做”,讓讀者知其然,更知其所以然。 麵嚮未來: 關注C++的未來發展方嚮,介紹最新的標準特性,幫助讀者保持技術領先。 實戰導嚮: 許多章節的內容直接服務於提升軟件性能、健壯性、可維護性等實際工程需求。 總結 《現代C++探索:精煉技藝與高性能之道》將引領您穿越C++的語言細節,抵達其核心的抽象和能力。通過掌握本書介紹的知識和技巧,您將能夠編寫齣更高效、更健壯、更具錶現力的C++代碼,自信地應對現代軟件開發的挑戰,並在C++編程的道路上邁嚮新的高度。本書不僅僅是一本技術參考書,更是一位陪伴您深入理解C++、提升編程內功的良師益友。

用戶評價

評分

這本書最讓我印象深刻的一點是,它並沒有僅僅停留在“是什麼”的層麵,而是深入挖掘瞭“為什麼”。例如,在講解 C++ 的 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)原則時,作者花費瞭大量篇幅去解釋它對於編寫健壯、安全代碼的重要性,並且通過大量的代碼示例,展示瞭如何將 RAII 應用於文件句柄、網絡連接、鎖等各種資源的管理。這讓我意識到,RAII 不僅僅是一種編程技巧,更是一種重要的設計思想,能夠極大地降低程序齣錯的概率。 書中關於異常處理的部分,同樣給我帶來瞭許多啓發。我一直認為自己能夠有效地處理異常,但書中對異常安全性(exception safety)的討論,特彆是強異常安全(strong exception guarantee)、基本異常安全(basic exception guarantee)和無異常(no exception guarantee)的區分,讓我對異常處理有瞭更嚴謹的認識。作者通過分析不同場景下的代碼,揭示瞭不當的異常處理可能導緻的潛在問題,並提供瞭一係列實用的建議,指導我如何編寫在異常發生時能夠保持程序狀態一緻性的代碼。

評分

我一直對 C++ 的並發編程和多綫程模型感到有些力不從心,常常在實際項目中遇到難以解決的同步問題。而《C++程序設計:原理與實踐(進階篇)》在這方麵的內容,簡直是一場及時雨。書中對 `std::mutex`、`std::condition_variable`、`std::atomic` 等並發原語的講解,不僅清晰易懂,而且深入到瞭它們底層的實現機製。作者通過生動的比喻和詳細的代碼示例,讓我徹底理解瞭互斥鎖、條件變量是如何工作的,以及原子操作的優勢和局限性。 更令我驚喜的是,書中還專門開闢瞭章節來討論並發設計模式,比如生産者-消費者模式、讀寫鎖模式等。這些模式在實際項目中有著廣泛的應用,能夠有效地解決常見的並發問題。作者通過對這些模式的講解,不僅教會瞭我如何應用它們,更重要的是,讓我學會瞭如何分析問題、選擇閤適的模式,以及如何避免在實現過程中踩入陷阱。讀完這部分內容,我感覺自己在麵對復雜的並發場景時,已經多瞭一份自信和底氣。

評分

作為一名有多年C++開發經驗的程序員,我一直在尋找一本能夠真正幫助我突破瓶頸、深入理解C++精髓的書籍。市麵上充斥著大量介紹C++基礎語法的書籍,但真正能觸及語言底層設計理念、揭示高級特性的卻屈指可數。當看到《C++程序設計:原理與實踐(進階篇)(原書第2版)》時,我滿懷期待。這本書確實沒有讓我失望,它猶如一位經驗豐富的老者,循循善誘地引導我重新審視C++的每一個角落。 書的開篇,作者並沒有直接拋齣晦澀難懂的概念,而是從 C++ 的演進曆史和設計哲學娓娓道來,這讓我對這門語言有瞭更宏觀、更深刻的認識。緊接著,書中對模闆元編程的講解,可以說是字字珠璣。我一直對模闆感到既熟悉又陌生,總覺得它是一個黑箱,而這本書則一步步拆解瞭模闆的底層機製,並通過大量實際例子,展示瞭如何利用模闆實現編譯時計算、類型推導以及泛型編程的極緻。特彆是關於 SFINAE(Substitute Failure Is Not An Error)的深入剖析,讓我豁然開朗,理解瞭為什麼某些模闆重載會失效,以及如何巧妙地規避這些問題。

評分

對於 C++ 的內存管理,我一直認為自己已經掌握得相當不錯,能夠熟練運用智能指針。然而,《C++程序設計:原理與實踐(進階篇)》卻在這一領域給我帶來瞭全新的視角。書中不僅僅是講解瞭 `shared_ptr`、`unique_ptr`、`weak_ptr` 的用法,更深入地探討瞭它們背後的實現原理,例如引用計數機製、內存泄漏的常見原因以及如何避免。我尤其欣賞書中關於自定義分配器(allocator)的章節,這部分內容讓我意識到,在某些性能敏感的場景下,標準庫提供的默認分配器可能並非最佳選擇。通過理解自定義分配器的設計,我開始思考如何在實際項目中根據具體需求進行優化,例如為頻繁創建和銷毀的小對象設計更高效的內存池。 此外,書中對 C++11、C++14、C++17 等新標準的特性進行瞭係統性的梳理和解讀。許多我之前隻是“知道有”的特性,比如 `constexpr`、lambda 錶達式的捕獲機製、`std::any` 和 `std::variant` 的應用,都在書中得到瞭詳盡的闡述。作者通過對比不同標準下的實現方式,清晰地展示瞭 C++ 語言的進步和演化。例如,在講到 `std::thread` 時,書中不僅介紹瞭如何創建和管理綫程,還討論瞭綫程同步的各種方式,以及並發編程中容易遇到的競態條件和死鎖問題,並提供瞭相應的解決策略。

評分

作為一名長期使用 C++ 的開發者,我對 C++ 的鏈接模型和符號解析一直抱有一些模糊的認識。這本書在這方麵的詳細闡述,堪稱我學習道路上的一大亮點。《C++程序設計:原理與實踐(進階篇)》並沒有將這一部分內容簡單帶過,而是深入剖析瞭靜態庫、動態庫的創建與使用,以及它們在不同操作係統下的差異。書中對鏈接器的工作原理、符號錶的結構、以及各種鏈接錯誤的排查方法,進行瞭細緻的講解。 特彆是關於 C++ 的 Name Mangling(名稱修飾)的介紹,讓我茅塞頓開。我之前對不同編譯器生成的函數簽名感到睏惑,而書中的解釋讓我明白瞭 Name Mangling 的目的以及它背後的邏輯。這對於理解跨平颱開發、第三方庫集成,以及調試一些低級彆的鏈接問題都至關重要。通過這本書,我學會瞭如何更好地理解編譯、鏈接這一係列過程,這對於優化程序的構建過程、解決復雜的鏈接依賴問題,以及深入理解 C++ 程序在其生命周期中的演變,都起到瞭至關重要的作用。

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