C++程序设计基础实验指导与习题解答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:林伟建

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2004-5

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787505397590

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 程序设计
• 基础
• 实验
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• 解答
• 编程
• 入门
• 计算机

深入探索现代软件开发：数据结构、算法与面向对象编程实践指南 本书聚焦于软件工程的核心基石，旨在为致力于构建高效、可维护和健壮系统的初学者和进阶开发者提供一份全面的实践蓝图。 --- 第一部分：计算机科学的基石——数据结构与抽象思维的构建 本导引将带领读者从最基础的层面理解计算机如何组织和管理信息。我们强调的不是对既有理论的简单复述，而是如何将这些理论应用于解决实际问题中。 1. 基础数据组织范式与性能分析 我们将深入剖析线性数据结构，如数组和链表（单向、双向、循环），重点探讨其内存布局差异以及在不同操作（插入、删除、访问）下的时间复杂度分析。读者将学习如何利用大 O 记法精确评估算法的效率，理解“渐进复杂度”的实际意义，而非仅仅停留在公式层面。 栈（Stack）与队列（Queue）： 不仅讲解 FIFO/LIFO 原则，更深入探讨其在函数调用、表达式求值（如后缀表达式转换）和任务调度中的实际应用场景。 广义线性结构： 探索双端队列（Deque）的应用，以及如何利用动态数组（如 C++ 中的 `std::vector` 底层实现原理）来平衡连续存储的访问速度和动态扩展的需求。 2. 非线性结构的精妙设计 本部分侧重于如何处理日益复杂的层级关系和搜索需求。 树（Trees）： 详细讲解二叉树的遍历算法（前序、中序、后序，递归与非递归实现）。核心章节将聚焦于平衡二叉搜索树（AVL 树和红黑树的原理性介绍），理解它们如何保证对数时间复杂度的查找性能，这是构建高性能数据库索引和高效字典结构的基础。 堆（Heaps）： 探讨最大堆和最小堆的构建与操作，特别是它们在实现优先队列（Priority Queue） 中的关键作用。我们将通过实现一个高效的元素查找和移除机制，来展示堆在实时系统调度中的价值。 图（Graphs）： 这是连接离散数学与实际网络的桥梁。我们将覆盖图的表示方法（邻接矩阵与邻接表），并详尽讲解图的遍历算法（深度优先搜索 DFS 与广度优先搜索 BFS）。 3. 核心图算法的工程化实现 本部分将图算法提升到工程实践层面。 最短路径问题： 详述 Dijkstra 算法（处理非负权边）和 Bellman-Ford 算法（处理负权边）。我们会通过一个模拟网络路由的案例，演示如何选择和优化这些算法的实现。 最小生成树（MST）： 深入研究 Prim 算法和 Kruskal 算法。重点分析它们的贪心策略背后的数学依据，以及如何利用并查集（Disjoint Set Union, DSU）结构来加速 Kruskal 算法的执行效率。 --- 第二部分：面向对象设计与软件架构的实践 本领域着重于从“如何让代码跑起来”到“如何构建可扩展、易于维护的软件系统”的转变。我们将采用现代编程范式的核心思想进行阐述。 4. 面向对象编程（OOP）的深度剖析 本书将 OOP 原则视为设计模式的先导。我们不只是定义类和对象，而是深入探究其背后的耦合与内聚性。 封装、继承与多态的工程应用： 探讨虚函数机制的工作原理，以及虚函数表（vtable）如何支撑运行时多态。重点分析“组合优于继承”的设计原则在实际项目中如何减少类层级的深度，提高代码的灵活性。 抽象类与接口设计： 强调接口作为稳定契约的重要性。我们将展示如何设计清晰的抽象层来隔离变化的模块，例如在文件操作或网络通信模块中定义统一的访问层。 5. 深入理解现代 C++ 特性（语言无关的思维模式） 虽然本书侧重于通用的设计理念，但我们将使用现代、高效的语言特性作为实现这些理念的工具，例如资源管理和泛型编程。 泛型编程与模板元编程（基础）： 探讨模板如何实现数据结构和算法的类型无关性。我们将设计一套通用的容器接口，展示如何在不牺牲类型安全的前提下实现代码复用。 RAII 原则与资源生命周期管理： 详细讲解资源获取即初始化（RAII）范式。这包括智能指针（如 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr`）的设计思想，它们如何从根本上避免传统内存管理中的泄漏和悬空指针问题。 6. 常用设计模式的构建与应用 本章将从实际需求出发，推导设计模式的诞生背景。 创建型模式： 重点讲解工厂模式（Factory Method 和 Abstract Factory） 在解耦对象创建过程中的作用，以及单例模式（Singleton） 在需要全局唯一资源控制点时的合理应用与陷阱规避。 结构型模式： 深入分析 适配器（Adapter） 模式如何桥接不兼容的接口，以及 装饰器（Decorator） 模式如何动态地向对象添加责任，避免继承的僵化。 行为型模式： 核心讲解观察者模式（Observer） 在实现事件驱动和状态同步机制中的强大能力，以及策略模式（Strategy） 如何在运行时动态切换算法实现，实现开闭原则。 --- 第三部分：工程实践与性能调优策略 本书的终极目标是培养具备系统思维的工程师。本部分关注如何将理论知识转化为高性能、可测试的工程代码。 7. 算法优化与并行化思维 排序算法的深入比较： 不仅限于快速排序和归并排序，我们还将对比它们在缓存友好性、稳定性和递归深度上的差异。重点分析内省排序（Introsort） 混合策略的工程优势。 查找优化： 探讨哈希表（Hash Table）的冲突解决策略（开放定址法与链地址法），理解其平均 O(1) 性能背后的概率学基础，以及如何设计高质量的哈希函数。 8. 内存管理与系统级交互（非特定平台） 内存分配器原理简介： 简要介绍堆和栈的区别，以及标准库分配器（如 `malloc`/`new`）如何管理内存池，帮助读者理解碎片化和内存访问局部性的概念。 I/O 操作的抽象与缓冲： 讨论如何通过缓冲 I/O 来最小化系统调用开销，提升数据读写效率，这是所有高性能应用中不可或缺的一环。 9. 软件测试与代码质量保障 高质量的软件离不开严格的测试流程。 单元测试的实践： 介绍如何针对数据结构和算法实现编写有效的边界条件测试用例。重点强调对异常情况（如空指针、溢出、零值输入）的覆盖。 模块化与接口测试： 探讨依赖注入（Dependency Injection）思想，如何通过模拟（Mocking）外部依赖来实现对核心逻辑的独立、快速验证，从而提高开发效率并确保系统的解耦程度。 --- 总结： 本书提供了一条清晰的路径，从底层数据结构的数学严谨性，到中层面向对象的健壮设计，再到上层高性能的工程实践。它不是对特定编程语言特性的堆砌，而是对解决问题的通用思维模式的系统性训练。通过对这些核心概念的深入掌握和反复实践，读者将能自信地应对现代软件开发中遇到的复杂挑战，构建出经得起时间考验的优秀软件系统。

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深入研读这些实验指导和习题解析，我发现它真正触及了C++这门语言的“灵魂”，而非仅仅停留在语法层面的堆砌。这本书的精妙之处在于，它构建了一套由浅入深、环环相扣的实践体系。实验项目的设计极具匠心，它们并非孤立的练习，而是逐步积累、互相印证的模块化构建过程，让你在不知不觉中掌握了面向对象设计的精髓，比如封装、继承和多态在实际项目中的应用场景。习题的难度梯度设置得非常科学合理，基础的记忆性题目之后，立刻衔接着需要深度思考和算法实现的挑战。更棒的是，解答部分的处理方式极其细致，它不仅仅给出了正确的代码，更重要的是，对每一步逻辑推导和代码选择背后的“为什么”进行了深入剖析，这种对设计思想的阐释，远比单纯的代码堆砌更有价值，它培养的是一种解决问题的系统化思维，这是任何自学者都梦寐以求的宝贵财富。

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从一个长期接触各种编程教材的资深用户的视角来看，这本书在“错误处理与调试”方面的指导尤为出色，这也是许多入门书籍常常轻描淡写的部分。它没有把调试仅仅看作是“找到并修复Bug”，而是将其提升到一种系统性的错误预防和诊断方法论的高度。书中对常见的编译错误类型进行了详尽的分类解析，并配以极具代表性的错误代码片段，让你一看便知问题所在。更深层次地，它还提供了一套通用的、适用于不同编译器的调试技巧和工具使用指南，这些实用的操作层面的指导，极大地弥补了理论学习中缺失的“实战操作”环节。在我看来，学习一门语言，学会如何应对错误和调试，其重要性不亚于学习语法本身。这本书的这部分内容，扎实、全面，堪称典范，能有效帮助读者更快地从“代码搬运工”成长为能独立解决复杂问题的工程师。

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这本书的语言风格可以说是严谨中带着一丝恰到好处的幽默感，使得枯燥的技术学习过程变得生动有趣。作者在阐述那些听起来非常硬核的概念时，总能巧妙地引用一些贴近生活的类比，瞬间打通了理论与实践之间的壁垒。我尤其欣赏它在处理C++标准库（STL）相关内容时的态度，没有采取那种高高在上、让人望而却步的姿态，而是将其描绘成一套强大且易于掌握的工具箱。每次学习完一个新的容器或算法，作者都会立即提供一个小型应用的实例来展示其威力，这种即时反馈机制极大地增强了读者的学习信心和成就感。我感觉自己不是在被动接受知识灌输，而是在一位经验丰富的工程师的带领下，一步步搭建起自己的编程能力地基。这种轻松而又高效的学习氛围，是很多传统教材难以企及的高度。

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这本书的排版设计真是让人眼前一亮，每一个章节的过渡都显得格外流畅自然。初次翻阅时，我就被那种清爽、现代的视觉风格所吸引，大量的代码示例和图表被精心布局，既保证了专业性，又不会让人感到视觉疲劳。尤其值得称赞的是，它在复杂概念的讲解部分，采用了多层次的解释结构，从宏观的系统图示到微观的代码片段，层层递进，极大地降低了初学者理解抽象C++特性的难度。不像有些教材，堆砌大量的理论术语，这本书更像是为你量身定做的私人导师，总能在最关键的地方提供恰到好处的视觉辅助。阅读体验的舒适度，对于一本技术书籍来说至关重要，而这本的作者显然深谙此道，他们对细节的把控，从页边距的留白到字体大小的选择，都透露出对读者需求的深刻理解。这种对用户体验的重视，使得长时间的阅读也成为一种享受而非负担，无疑是提升学习效率的有力保障。

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关于本书的实用价值，我必须强调其对最新C++标准的关注程度。在快速迭代的编程世界里，一本滞后的教材很快就会贬值，但很明显，这本书的编著者紧跟时代步伐，将C++11、14乃至更新的一些特性自然地融入到基础教学中，而不是作为后置的、可选的补充章节。这对于希望培养出具有现代编程素养的初学者来说至关重要。例如，在讲解内存管理时，它并没有仅仅停留在传统的`new`/`delete`，而是很早便引入了智能指针的概念及其必要性，这无疑为读者构建了更健壮、更安全的编程习惯。这种前瞻性的教学策略，确保了读者学到的知识在进入真实工业界时，依然具有高度的相关性和应用价值，避免了学到“过时”技术的风险。从这个角度看，这本书更像是一份面向未来的技术投资指南。

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