深度探索C++对象模型

深度探索C++对象模型 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:斯坦利•B.李普曼 (Stanley B. Lippman)
出品人:博文视点
页数:320
译者:侯捷
出版时间:2012-1-1
价格:69.00元
装帧:平装
isbn号码:9787121149528
丛书系列:传世经典书丛
图书标签:
  • C++
  • C/C++
  • 编程
  • 经典之作
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  • 深度探索C++对象模型
  • 计算机科学
  • C++ 对象模型 深度探索 面向对象 程序设计 内存管理 虚函数 虚表 多态性 构造函数 封装
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具体描述

作者Lippman参与设计了全世界第一套C++编译程序cfront,这本书就是一位伟大的C++编译程序设计者向你阐述他如何处理各种explicit(明确出现于C++程序代码中)和implicit(隐藏于程序代码背后)的C++语意。

本书专注于C++面向对象程序设计的底层机制,包括结构式语意、临时性对象的生成、封装、继承,以及虚拟——虚拟函数和虚拟继承。这本书让你知道:一旦你能够了解底层实现模型,你的程序代码将获得多么大的效率。Lippman澄清了那些关于C++额外负荷与复杂度的各种错误信息和迷思,但也指出其中某些成本和利益交换确实存在。他阐述了各式各样的实现模型,指出它们的进化之道及其本质因素。书中涵盖了C++对象模型的语意暗示,并指出这个模型是如何影响你的程序的。

对于C++底层机制感兴趣的读者,这必然是一本让你大呼过瘾的绝妙好书。

《现代C++性能之道:精通内存管理与高效设计》 在飞速发展的软件工程领域,性能永远是绕不开的核心议题。对于C++开发者而言,掌握内存管理的精髓,运用高效的设计模式,是构建高性能、可维护、可扩展应用程序的基石。《现代C++性能之道:精通内存管理与高效设计》并非一本浅尝辄止的教程,而是一本旨在带领读者深入理解C++底层运行机制,从而优化代码性能的深度指南。 本书将从现代C++的视角出发,剖析那些常常被忽视却对性能影响至关重要的概念。我们不会仅仅停留在语法层面,而是将目光聚焦于C++对象在内存中的真实形态,以及编译器如何进行优化。从栈分配与堆分配的细微差别,到RAII(资源获取即初始化)模式在资源管理中的威力,再到智能指针如何彻底改变我们管理动态内存的方式,本书将层层剥茧,揭示其背后的原理与实践。 深入内存模型,理解对象布局 C++对象在内存中的布局并非随心所欲,理解其内在的对齐规则、成员变量的排列顺序、以及虚函数带来的额外开销,对于编写高效代码至关重要。本书将详细讲解: 内存对齐与填充: 深入解释CPU如何访问内存,以及为什么需要内存对齐。我们将通过实际示例,展示不同数据类型在内存中的实际布局,并分析其对缓存行利用率的影响。 对象内存布局: 探究类成员变量的存储顺序,以及`virtual`关键字如何改变对象的内存模型,引入虚函数表(vtable)的概念及其对性能的影响。 位域(Bit-fields): 探讨位域的用法,分析其在节省内存方面的优势,以及潜在的性能权衡。 精通内存管理,告别内存泄漏 内存泄漏是C++开发中最令人头疼的问题之一。《现代C++性能之道》将提供一套系统的解决方案,帮助开发者构建健壮的内存管理策略: RAII(资源获取即初始化): RAII是C++中优雅管理资源的核心模式。本书将深入讲解其原理,并通过`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`等智能指针,以及自定义资源管理器,演示如何在对象生命周期结束时自动释放资源,彻底告别手动`delete`的风险。 智能指针详解: `std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`,它们各自的适用场景、性能特点,以及如何避免循环引用等常见陷阱。我们将分析智能指针在实际项目中的应用,提供最佳实践。 自定义内存分配器(Allocator): 对于追求极致性能的场景,标准库的内存分配器可能并非最优选择。本书将引导读者理解自定义分配器的概念,并提供实现简单内存池、对象池的示例,以及其在特定应用中的性能优势。 内存池与对象池: 探讨如何在频繁创建和销毁小对象的场景下,通过内存池或对象池来显著提升性能,减少内存碎片和分配开销。 高效设计模式,优化程序结构 除了底层内存控制,良好的设计模式也是实现高性能的关键。《现代C++性能之道》将聚焦于那些能够带来性能提升的设计模式: 面向对象设计中的性能考量: 并非所有面向对象的设计都是高效的。本书将分析哪些面向对象的设计模式可能引入性能瓶颈,并提供替代方案或优化技巧。 无状态对象与纯函数: 探讨无状态对象和纯函数在并发编程和代码优化中的优势。 编译器优化与代码结构: 理解编译器是如何对代码进行优化的,例如内联(inlining)、循环展开(loop unrolling)等。通过调整代码结构,我们可以更好地配合编译器的优化,从而获得更好的性能。 数据局部性(Data Locality): 讲解CPU缓存的工作原理,以及如何通过优化数据布局和访问模式来提高数据局部性,从而减少缓存未命中(cache miss),显著提升程序速度。 现代C++特性带来的性能提升 现代C++标准(C++11、C++14、C++17、C++20等)引入了大量有助于编写更安全、更高效代码的特性。《现代C++性能之道》将重点关注这些特性: 移动语义(Move Semantics)与右值引用(Rvalue References): 深入理解移动语义如何通过避免不必要的拷贝来提升性能,尤其是在处理大型对象或资源时。 Lambda表达式与性能: 探讨Lambda表达式的内部实现,以及如何在特定场景下利用Lambda来提高代码的可读性和性能。 并发与并行编程: 简要介绍现代C++提供的并发支持(如`std::thread`、`std::async`),并讨论如何在多核环境下编写高效的并行代码。 本书适合谁? 《现代C++性能之道:精通内存管理与高效设计》适合所有希望提升C++编程技能、追求代码性能的开发者。无论您是初级开发者想要打下坚实基础,还是资深开发者希望深入理解C++的底层机制,本书都将为您提供宝贵的知识和实用的技巧。如果您正在进行性能敏感的开发,或者希望优化现有C++代码库,那么这本书将是您不可或缺的参考。 本书将通过大量的代码示例,清晰的图示,以及对实际问题的剖析,帮助读者将理论知识转化为实践能力。让我们一起踏上这段深度探索C++性能之旅,打造出更快速、更健壮的软件。

作者简介

Stanley B.Lippman

微软公司Visual C++ 团队的架构师。他从1984年开始在贝尔实验室与C++的设计者Bjarne Stroustrup一起从事C++的设计与开发。他还著有Inside the C++ Object Model。

目录信息

本立道生(侯捷 译序)III目录VII前言(Stanley B. Lippman)XIII第0章 导读(译者的话)XXV第1章 关于对象(Object Lessons)1 加上封装后的布局成本(Layout Costs for Adding Encapsulation)5 1.1 C++对象模式(The C++ Object Model)6 简单对象模型(A Simple Object Model)7 表格驱动对象模型(A Table-driven Object Model)8 C++对象模型(The C++ Object Model)9 对象模型如何影响程序(How the Object Model Effects Programs)13 1.2 关键词所带来的差异(A Keyword Distinction)15 关键词的困扰16 策略性正确的struct(The Politically Correct Struct)19 1.3 对象的差异(An Object Distinction)22 指针的类型(The Type of a Pointer)28 加上多态之后(Adding Polymorphism)29第2章 构造函数语意学(The Semantics of Constructors)37 2.1 Default Constructor的构造操作39 “带有Default Constructor”的Member Class Object41 “带有Default Constructor”的Base Class44 “带有一个Virtual Function”的Class44 “带有一个Virtual Base Class”的Class46 总结47 2.2 Copy Constructor的构造操作48 Default Memberwise Initialization49 Bitwise Copy Semantics(位逐次拷贝)51 不要Bitwise Copy Semantics!53 重新设定Virtual Table的指针54 处理Virtual Base Class Subobject57 2.3 程序转化语意学(Program Transformation Semantics)60 显式的初始化操作(Explicit Initialization)61 参数的初始化(Argument Initialization)62 返回值的初始化(Return Value Initialization)63 在使用者层面做优化(Optimization at the User Level)65 在编译器层面做优化(Optimization at the Compiler Level)66 Copy Constructor:要还是不要?72 摘要74 2.4 成员们的初始化队伍(Member Initialization List)74第3章 Data语意学(The Semantics of Data)83 3.1 Data Member的绑定(The Binding of a Data Member)88 3.2 Data Member的布局(Data Member Layout)92 3.3 Data Member的存取94 Static Data Members95 Nonstatic Data Members97 3.4 “继承”与Data Member99 只要继承不要多态(Inheritance without Polymorphism)100 加上多态(Adding Polymorphism)107 多重继承(Multiple Inheritance)112 虚拟继承(Virtual Inheritance)116 3.5 对象成员的效率(Object Member Efficiency)124 3.6 指向Data Members的指针(Pointer to Data Members)129 “指向Members的指针”的效率问题134第4章 Function语意学(The Semantics of Function)139 4.1 Member的各种调用方式140 Nonstatic Member Functions(非静态成员函数)141 Virtual Member Functions(虚拟成员函数)147 Static Member Functions(静态成员函数)148 4.2 Virtual Member Functions(虚拟成员函数)152 多重继承下的Virtual Functions159 虚拟继承下的Virtual Functions168 4.3 函数的效能170 4.4 指向Member Function的指针(Pointer-to-Member Functions)174 支持“指向Virtual Member Functions”的指针176 在多重继承之下,指向Member Functions的指针178 “指向Member Functions之指针”的效率180 4.5 Inline Functions182 形式参数(Formal Arguments)185 局部变量(Local Variables)186第5章 构造、析构、拷贝语意学(Semantics of Construction, Destruction, and Copy)191 纯虚函数的存在(Presence of a Pure Virtual Function)193 虚拟规格的存在(Presence of a Virtual Specification)194 虚拟规格中const的存在195 重新考虑class的声明195 5.1 “无继承”情况下的对象构造196 抽象数据类型(Abstract Data Type)198 为继承做准备202 5.2 继承体系下的对象构造206 虚拟继承(Virtual Inheritance)210 vptr初始化语意学(The Semantics of the vptr Initialization)213 5.3 对象复制语意学(Object Copy Semantics)219 5.4 对象的效能(Object Efficiency)225 5.5 析构语意学(Semantics of Destruction)231第6章 执行期语意学(Runtime Semantics)237 6.1 对象的构造和析构(Object Construction and Destruction)240 全局对象(Global Objects)242 局部静态对象(Local Static Objects)247 对象数组(Array of Objects)250 Default Constructors和数组252 6.2 new和delete运算符254 针对数组的new语意257 Placement Operator new的语意263 6.3 临时性对象(Temporary Objects)267 临时性对象的迷思(神话、传说)275第7章 站在对象模型的尖端(On the Cusp of the Object Model)279 7.1 Template280 Template的“实例化”行为(Template Instantiation)281 Template的错误报告(Error Reporting within a Template)285 Template中的名称决议法(Name Resolution within a Template)289 Member Function的实例化行为(Member Function Instantiation)292 7.2 异常处理(Exception Handling)297 Exception Handling快速检阅298 对Exception Handling的支持303 7.3 执行期类型识别(Runtime Type Identification,RTTI)308 Type-Safe Downcast(保证安全的向下转换操作)310 Type-Safe Dynamic Cast(保证安全的动态转换)311 References并不是Pointers313 Typeid运算符314 7.4 效率有了,弹性呢?318 动态共享函数库(Dynamic Shared Libraries)318 共享内存(Shared Memory)318
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读后感

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如果我没记错的话,易筋经应该是一本内功秘籍;也就是说,它只会教你练内功,而不会教你练招式。看过武侠小说的都知道,同样的招式,内功强的人使出来是要完爆内功弱的。 我看完这本书后,对它的印象就大致如此。从本书中,你学不到什么编程技巧(招式),有的只是对c++这门语...  

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我是以日记的形式写下,写完发觉有些书评的性质,就发到此处。 首先说 《深度探索 C++ 对象模型》 是一本书,一本介绍 C++ 对象模型的书,这是一本独一无二的从编译器的解读来阐述 C++ 对象模型的书籍,因着编译器的设计者和学习者全球本来就少,加之深度研究...  

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4年前临近毕业的时候无意中从学校图书馆发现了它,从第一页开始就被深深吸引住了,如饥似渴,一连几天都铺在上面,虽然后面的内容大多没有看懂。后来工作之后的两年中,此书起码通读了不下3遍,每次都有不同的体会-----经典的书籍就是这样,随着时光的流逝,更加沉淀出它的芬芳...  

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如果你跟我一样是个智商在250整点上的青年,如果你也觉得看看技术书,尤其是web青年都不待见的C++相关的技术书非常流弊,来试试吧,这本书最合适你了,看了之后也不用跟着写几行代码,顶多一把一把的薅头发,反正不费电!以前看书,书里总得告儿我别这样别那样,要这样要那样,...  

用户评价

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作为一名曾经在学术界从事过相关研究的学者,我对编程语言底层机制的严谨性和深度有着很高的追求。《深度探索C++对象模型》这个书名,立刻勾起了我对C++运行时行为的浓厚兴趣。在我的研究经历中,我曾遇到过一些与C++对象生命周期、内存管理相关的复杂问题,当时的解决往往依赖于经验和一些零散的资料。《深度探索C++对象模型》的出现,正是我期待已久的系统性总结。我非常希望能在这本书中找到对C++标准中那些看似晦涩条款的深入解读,比如:右值引用和移动语义的实现细节,临时对象的生命周期管理,对象切片(object slicing)的原理和避免方法,以及各种初始化顺序和副作用的细致分析。我期待这本书能够提供严谨的理论推导,结合汇编代码或者内存转储等实例,来直观地展示C++对象模型的工作细节。对于我这样对底层原理有较高要求的读者来说,这本书的价值在于它能够为我提供一个坚实的理论基础,让我对C++的理解上升到一个新的高度,甚至能够对某些语言特性产生新的见解。

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我是一名刚接触C++不久的学生,对这门语言充满了好奇,但同时也觉得它比我之前学习的语言要复杂得多。《深度探索C++对象模型》这个书名,听起来有点吓人,但同时也充满了对未知的好奇。我知道C++有很多强大的特性,比如面向对象编程,但是具体是如何实现的,我总是有点模糊。我希望这本书能够用一种比较容易理解的方式,来解释C++的对象模型,例如:一个类是如何被创建出来的,对象是如何存储在内存中的,函数是如何调用的,以及为什么有些函数调用比其他函数调用要慢。我希望书中能够有很多图示和简单的例子,来帮助我这个初学者理解这些概念。比如,在讲解继承的时候,我希望能看到不同继承方式(单继承、多继承)下对象的内存布局是如何变化的。对于我而言,能够理解C++的对象模型,就像是解锁了这门语言的“内功心法”,让我能够更好地理解别人写的代码,也为我将来写出更规范、更高效的代码打下坚实的基础。

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这本书的封面设计着实吸引人,深沉的蓝色调搭配着抽象的C++符号,仿佛在诉说着代码背后那深邃的奥秘。我是一名刚入职不久的C++开发工程师,之前在学校里学到的C++知识,很多时候只是停留在“能用”的层面,对于其底层的运行机制、内存分配、以及那些看似神秘的特性,一直缺乏深入的理解。市面上关于C++的书籍琳琅满目,但我总觉得那些泛泛而谈的教程,难以触及我真正想了解的那些“为什么”。《深度探索C++对象模型》这个书名,一下子就击中了我的痛点。它承诺要“深度探索”,这正是我所渴望的。我希望通过这本书,能够不再仅仅是调用API,而是真正理解C++在幕后是如何工作的,例如,一个简单的对象创建,背后到底发生了什么?虚函数是如何实现的?STL的底层又是怎样的机制在支撑?这些问题常常在我解决bug或者优化代码时浮现,但缺乏系统性的知识,往往只能靠猜测或者查阅零散的资料。我相信,这本书会成为我学习C++道路上的一盏明灯,帮助我构建起一个更加扎实和全面的C++知识体系,从而在未来的开发工作中游刃有余,甚至能够发现和解决更深层次的性能问题。

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作为一名长期从事C++开发的资深开发者,我对各种C++相关的书籍可谓是“阅书无数”,但真正能让我眼前一亮,并且愿意反复研读的并不多。市面上很多书籍,要么过于理论化,要么过于碎片化,难以形成系统性的认知。《深度探索C++对象模型》这个书名,引起了我极大的兴趣。在我看来,C++之所以强大,很大程度上在于其灵活的对象模型和对底层内存的精细控制。然而,这些特性也正是新手入门的难点,甚至是资深开发者也可能忽视的细节。《深度探索C++对象模型》的出现,恰好填补了这一空白。我期望这本书能够详细剖析C++对象模型的方方面面,比如:类的内存布局、成员变量和成员函数的存储方式、构造函数和析构函数的执行过程、继承和多态的实现原理、虚函数表的运作机制、异常处理的底层逻辑等等。我特别希望它能提供一些实际的例子和代码片段,来佐证理论的阐述,让我能够更直观地理解这些复杂的概念。在我多年的开发经验中,对一些性能瓶颈的定位和优化,往往需要对对象的生命周期和内存使用有深刻的理解。我相信,通过这本书的学习,我能够更加精准地把握C++的精髓,进一步提升代码的健壮性和运行效率,甚至能够为团队在架构设计上提供更具前瞻性的建议。

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我是一个对技术原理充满好奇的学习者,尤其对C++这种既有强大抽象能力又允许底层操作的语言情有独钟。《深度探索C++对象模型》这个书名,听起来就充满了挑战和吸引力。我一直觉得,想要真正掌握一门语言,仅仅停留在API的使用层面是远远不够的,更重要的是去理解它“为什么”能够这样工作。C++的对象模型,在我看来,是其核心魅力的重要组成部分,也是我一直想深入了解的地方。我希望这本书能够带领我一步步揭开C++对象模型的神秘面纱,比如:理解不同类型对象的内存占用是如何计算的,函数调用栈是如何工作的,堆、栈、全局区、静态区这些内存区域的划分和使用是怎样的,RAII(资源获取即初始化)在对象生命周期管理中的作用,以及模板元编程和运算符重载背后的一些奇妙机制。我希望这本书的讲解能够深入浅出,即使是相对复杂的概念,也能通过清晰的解释和生动的比喻让我豁然开朗。对我而言,掌握C++对象模型,不仅能让我写出更高效、更安全的C++代码,也能让我更好地理解其他语言或者框架的底层设计,从而拓宽我的技术视野。

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略啰嗦

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深入一门语言进行编程,而不是在用一门语言进行编程 大多数重要的编程原则并不依赖特定的语言,而依赖于你使用语言的方式

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大体还算流畅,比如说从最简单的布局/语义入手,然后一步步加继承、多态、多重继承、虚拟继承,或是加全局、静态。不过很多地方推动的还是不自然,比如说为什么要有dynamic_cast, 为什么要有distinction。 另外作者是完全不更新了吗,这么多年C++增加了好多内容,好歹也写下move semantics吧。lol anyway,整体上学了很多知识,知道了更多“当代码跑起来,实际发生了什么”。

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面试必备

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OO的本质就是对象交互模型的表达吧

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