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出版者:电子工业出版社

作者:肖童等编

出品人:

页数:18.4.1 设置页码 356

译者:

出版时间:2002-10

价格:39.0

装帧:平装

isbn号码:9787505380356

丛书系列:

图书标签:

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编程大师的深度探索：C++现代特性与高效性能优化实战 一本面向资深开发者、系统架构师和追求极致性能的工程师的硬核技术宝典。 本书聚焦于C++语言的最新演进（C++17/20及未来展望），结合底层的系统级编程技巧和高并发、低延迟场景下的性能优化策略，旨在将读者的C++技能提升至业界领先水平。 --- 第一部分：C++现代语言特性的深度挖掘与应用 (深入理解C++17/20的精髓) 第一章：编译器的魔术——Concepts、Modules与更智能的模板元编程 Concepts (Concepts TS/C++20)： 不再满足于SFINAE的复杂性。本书详尽解析Concepts的语法结构、如何定义清晰的类型约束，以及它们在提升模板代码可读性、编译速度和错误诊断方面的革命性作用。我们将通过构建一个自定义的“数学运算容器”库，展示Concepts如何确保类型安全和接口的明确性。 Modules (C++20)： 彻底告别头文件地狱。我们不仅介绍Modules的基本使用（`export module`），更深入探讨其在大型项目中的依赖管理、预编译阶段的优化，以及与传统宏和预处理器的兼容性问题。实战案例将涵盖如何将一个复杂的第三方库模块化，以实现秒级编译。 现代模板元编程 (TMP) 的进化： 聚焦于`constexpr if`、`constexpr std::string`和运行时计算的增强。展示如何利用这些特性，将大量编译时逻辑从运行时卸载，实现零开销抽象。特别讲解`std::apply`、`std::visit`在处理变长参数和`std::variant`时的优雅应用。 第二章：并发与并行编程的范式转移 (Beyond `std::thread`) Coroutines (C++20 协程)： 这是本书的核心章节之一。我们将深入解析协程的底层机制——`co_await`, `co_yield`, `co_return`的语义，以及编译器如何生成挂起和恢复点。 协程框架构建： 动手实现一个简易的异步任务调度器（基于Event Loop的非阻塞I/O模拟），并与传统的Boost.Asio模型进行性能对比。 状态管理与内存泄漏： 详细讨论协程的Promise类型和Handle的生命周期管理，解决实际生产环境中协程栈的内存回收难题。 原子操作与内存模型 (Memory Model Deep Dive)： 不止于`std::atomic`的使用。本章通过解析C++内存模型，解释`acquire`/`release`/`seq_cst`的真正含义。结合硬件缓存一致性协议（如MESI），指导读者在特定的跨CPU访问场景下选择最精细的同步原语，避免不必要的性能损耗。 第三章：数据结构与值语义的优化 `std::variant` 与 `std::optional` 的高效使用： 探讨它们在替代传统指针和`union`时的类型安全优势。重点分析在嵌套结构中，如何利用`std::visit`的性能优势，并对比其与多态（虚函数）的开销差异。 字符串处理的性能陷阱： 深入研究`std::string_view`（C++17）在避免不必要内存拷贝中的关键作用。对比不同场景下，`string_view`、`std::span`（C++20）与C风格字符串的内存布局与访问延迟。 --- 第二部分：系统级编程与性能极限调优 (接近硬件的编程艺术) 第四章：内存管理的精细控制 (Allocator与Pool) 自定义内存分配器 (Custom Allocators)： 为什么标准库的`new/delete`在高频小对象分配中会成为瓶颈。 实现线程缓存分配器 (TCMalloc 思想)： 逐步构建一个基于Thread-Local Storage (TLS) 的简单对象池，用于特定大小对象的快速分配与回收。 Stateful vs. Stateless Allocators： 在异构计算和GPU编程（如CUDA/OpenCL）的上下文之外，如何在CPU端管理内存块的生命周期。 内存对齐与缓存行伪共享 (False Sharing)： 深入分析CPU缓存的工作原理（L1/L2/L3缓存）。讲解如何通过结构体成员的填充（Padding）或使用特定编译器扩展（如GCC/Clang的`__attribute__((aligned(64)))`），确保数据落在独立的缓存行上，消除因伪共享导致的性能急剧下降。 第五章：面向硬件的编译优化 (Instrumenting the Compiler) Link-Time Optimization (LTO)： 探讨LTO如何通过在链接阶段进行全局分析，实现跨编译单元的函数内联、常量传播和死代码消除，并提供实际项目中的LTO配置指南。 Vectorization (SIMD)： 介绍如何利用GCC/Clang的自动向量化特性，并通过内在函数（Intrinsics，如SSE/AVX）手动编码关键循环。实战案例演示如何将一个标量排序算法重构为SIMD友好的结构，实现数倍的吞吐量提升。 Profile-Guided Optimization (PGO)： 详细说明PGO的“编译-运行-再编译”流程。展示如何使用gprof/VTune收集热点数据，并反馈给编译器以生成对实际工作负载最优化的二进制文件。 第六章：高性能I/O与跨平台网络编程 零拷贝技术与DMA： 解析操作系统如何通过mmap、sendfile等API实现用户空间与内核空间的数据零拷贝传输。这对于高吞吐量的文件服务器至关重要。 精简的网络栈： 探索基于用户空间网络协议栈（如DPDK或XDP的早期概念）的原理。对于需要极低延迟的网络服务，理解如何绕过Linux内核的网络处理路径，直接在应用层处理数据包。 跨平台同步机制的性能考量： 对比Windows的IOCP、Linux的epoll/io_uring在事件驱动模型下的性能边界。重点分析`io_uring`如何通过提交队列和完成队列，显著降低系统调用的上下文切换开销。 --- 第三部分：设计模式、错误处理与工程实践 (构建可维护的超大型系统) 第七章：面向未来的设计模式与架构决策 混合模式设计： 如何优雅地结合面向对象（OO）、泛型编程（GP）和函数式编程（FP）的思想。探讨如何使用Policy-Based Design实现灵活且可替换的组件策略。 依赖注入 (DI) 的现代C++实现： 探讨如何使用工厂模式结合`std::unique_ptr`和类型擦除（Type Erasure，如`std::function`的底层实现），在不依赖外部注入框架的情况下，实现清晰的依赖解耦。 错误处理的回归： 重新审视异常（Exceptions）在高性能代码中的位置。在明确的恢复点使用异常，而在性能敏感路径（如循环内部）则转向使用`std::expected`或Result类型，实现编译时可检查的错误传播。 第八章：调试、分析与持续集成中的挑战 冷启动优化： 分析程序加载过程中的延迟来源，包括动态链接器（ld.so）的符号解析、GOT/PLT查找，以及如何通过静态链接或二进制布局优化来最小化启动时间。 高级调试工具链： 熟练运用Valgrind (Cachegrind/Massif)、Intel VTune Amplifier和Perf进行深入的性能瓶颈分析。重点讲解如何解读缓存命中率报告，并将其转化为代码重构的直接依据。 --- 本书目标读者： 1. 拥有至少五年C++开发经验，熟悉C++11/14标准，希望全面掌握C++17/20新特性的专业人士。 2. 负责构建高频交易系统、实时数据处理引擎、游戏服务器或底层操作系统组件的架构师和资深工程师。 3. 致力于通过底层优化，将现有应用性能提升一个数量级的性能调优专家。 本书承诺： 全书代码示例均在最新的GCC/Clang编译器下经过严格测试，并提供完整的CMake构建脚本。这不是一本介绍基础语法的教程，而是深入CPU架构、编译器优化和运行时环境的硬核工程手册。

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从整体实用价值来看，这本书的性价比非常高。它不仅仅是一本软件操作手册，更像是一本职场效率提升指南。我发现自己以前工作流程中很多低效的重复劳动，都可以通过书中介绍的自动化技巧得到优化。比如，过去我需要手动整理大量数据并进行汇总，耗费半天时间，现在学会了利用Excel的数据筛选和分组功能，十几分钟就能搞定，而且准确率更高。这种时间上的节省，带来的不仅仅是效率提升，更是一种工作成就感的提升。购买这本书的初衷只是想巩固一下基础，但现在看来，它已经成为我工作日不可或缺的参考工具书。每次遇到新的工作需求，我都会习惯性地翻阅一下目录，看看是否能从中学到更聪明的处理方法。而且，它的内容编排逻辑非常适合“查阅式学习”，即便你已经工作了一段时间，遇到突发问题时，也能快速定位并解决，避免了因技术瓶颈而耽误工作进度的尴尬局面。这是一本真正意义上能将知识转化为生产力的好书。

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这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮，拿到手里就觉得是一本用心制作的工具书。封面设计简洁大气，那种经典的蓝白配色，让人一看就知道是正经的教学材料。内页纸张的质感也相当不错，不像有些廉价的教材，翻起来哗啦作响，写字也不会洇墨。更重要的是，它的目录结构设计得非常清晰，条理分明，基本上你想要找某个功能或者某个软件的使用技巧，一眼就能定位到对应的章节。我记得我之前买过一本其他出版社的同类书籍，光是目录就让人望而生畏，密密麻麻的术语堆砌，根本不知道从何学起。而这本“三合一”，明显是为初学者着想的，它没有上来就抛出一堆高深的理论，而是采取了循序渐进的方式，从最基础的操作开始讲起。比如，关于Word的文档编辑部分，它不是简单地罗列菜单项，而是结合了实际工作场景，比如“如何快速制作一份规范的会议纪要”、“如何让图文混排达到专业水准”这类实用的例子，让人感觉学到的知识是马上就能用得上的。这种注重实践的编排思路，极大地提升了我的学习兴趣和效率。我尤其欣赏它在配图上的处理，每一张截图都非常清晰，关键的操作步骤都有醒目的标识，即便是对电脑操作不太熟练的人，也能通过图片对照书本，准确无误地完成每一步设置。

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说实话，市面上关于Office的教程太多了，很多都是老掉牙的内容，或者只针对某一个特定的小版本进行介绍，买回来后发现和自己电脑上的软件界面完全对不上，非常扫兴。这本教程在内容的时效性上做得非常到位，它显然是基于最新的用户界面和功能集来编写的，这对于我这种对软件更新比较敏感的用户来说，简直是雪中送炭。我特别关注了关于PowerPoint演示文稿制作的部分，过去我的PPT总是显得很呆板、很业余，无非就是换换背景、加点动画。但这本书里详细介绍了如何运用母版功能进行统一设计，如何通过SmartArt图形提升信息的可视化效果，甚至还提到了如何设置演讲者备注和计时器，这些都是我以前完全忽略，却对正式演示场合至关重要的细节。阅读这些章节时，我感觉自己像是在上一个专业的企业内训课，而不是在翻阅一本普通的教材。而且，教程对一些“隐藏”的小功能也进行了挖掘，比如Word中邮件合并的高级用法，或者Excel中利用VLOOKUP函数进行跨表数据关联，这些都是能立刻提升工作效率的“杀手级”应用。

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我必须得承认，我对Office系列软件一直抱有一种“会用，但不够精通”的心态，很多高级功能和快捷键对我来说简直是天书。之前试着在网上找一些零散的教程，结果就是东拼西凑，效率低下不说，很多技巧还相互矛盾。这本教程给我的最大震撼，在于它在讲解每一个模块时，那种深入骨髓的系统性。它没有把Word、Excel和PowerPoint简单地割裂开来，而是巧妙地在不同的章节之间建立了联系。比如，在Excel中制作好数据透视表后，教程会引导你如何将这些图表和数据无缝导入到PowerPoint的演示文稿中，并且讲解了在不同软件版本间保持数据同步更新的小技巧。这种跨软件的整合讲解，极大地拓展了我对整个Office办公套件的认知。特别是关于Excel的高级公式和函数部分，通常是最难啃的骨头，但这本书的处理方式非常接地气，它用生活中的比喻来解释那些复杂的数组公式，让你在理解原理的同时，也能记住应用场景。读完相关章节后，我发现自己不再是机械地复制粘贴网上的公式，而是开始尝试自己构建更复杂的计算逻辑了。这种从“照猫画虎”到“举一反三”的转变，我觉得才是真正有价值的学习成果。

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这本教材的语言风格，是我个人非常欣赏的一点。它没有那种高高在上、不近人情的技术术语堆砌，而是保持了一种非常友好和鼓励性的口吻，就像一位耐心又幽默的老师在旁边指导你。当你遇到一个相对复杂的步骤时，作者不会简单地写“执行此操作”，而是会加上一句类似“别担心，这一步看起来复杂，但只要你记住这里的关键点，下次就能一步到位了”的贴心提示。这种人文化的服务，极大地缓解了学习过程中的挫败感。我记得有一次我尝试设置一个复杂的Excel条件格式，试了好几次都不成功，正当我准备放弃时，翻到那一页，发现作者不仅给出了详细的步骤，还在旁边用一个“小贴士”框标注了最容易出错的地方——原来是我漏选了一个范围。这种对学习障碍点的精准预判和提前规避，体现了编者对目标读者的深刻理解。总而言之，这本书让我感到，学习办公软件不一定非得是枯燥的任务，通过生动有效的讲解，它完全可以变成一种探索和发现新工具的乐趣。

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