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出版者:电子工业出版社

作者:谭浩强

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2001-9

价格:20.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505366787

丛书系列:

图书标签:

• Visual C++
• VC++
• C++
• 编程入门
• Windows编程
• MFC
• API
• Visual Studio
• 开发工具
• 教程
• 经典教材

深入探索现代编程范式：基于 C++20 标准的高效能应用开发实践 本书面向具有一定 C++ 基础，渴望掌握现代 C++ 编程思想、实践前沿技术，并致力于构建高性能、可维护、跨平台应用程序的开发者。 我们生活在一个计算能力爆炸式增长的时代，软件系统的复杂性也随之攀升。传统的编程方法在处理并发、内存管理、模块化以及底层硬件交互时，正面临前所未有的挑战。《深入探索现代编程范式：基于 C++20 标准的高效能应用开发实践》摒弃了过时的技术栈和局部优化的思维定式，将目光聚焦于 C++20 标准带来的革命性进步，旨在提供一套完整、深入且面向未来的软件工程方法论。 本书的结构设计充分考虑了学习曲线和知识的系统性。我们不会停留在语言特性的罗列上，而是强调如何将这些特性有机地结合起来，解决真实世界中的复杂工程问题。 第一部分：C++20 核心特性与范式转型 本部分作为全书的基石，将详细剖析 C++20 引入的关键特性，并阐述它们如何推动我们从面向对象（OOP）向现代组合式（Compositional）编程范式转变。 第 1 章：模块化时代的来临——C++ Modules 我们深入探讨 C++ Modules 如何彻底解决传统头文件依赖的“编译时间爆炸”问题。内容覆盖模块接口（BMI）、导出与导入机制、命名空间隔离的优势，以及在大型项目中如何有效组织和重构模块化代码。重点分析模块与预处理器宏的兼容性处理，以及集成到主流构建系统（如 CMake）中的最佳实践。 第 2 章：并发编程的革新——Coroutines (协程) 协程是实现高并发、高吞吐量系统的核心利器。本书将协程的讲解建立在异步编程模型的基础之上，而非简单的语法糖。详细解析 `co_await`、`co_yield`、`co_return` 的工作原理，并构建一套自定义的Awaitable 结构体。我们将实现一个轻量级的任务调度器，用于管理和执行异步操作，从而取代传统的回调地狱（Callback Hell）。 第 3 章：类型系统与元编程的飞跃 C++20 极大地增强了编译时期的表达能力。重点介绍Concepts (概念)。我们不仅仅展示如何定义一个概念，更重要的是讲解如何使用 Concepts 来约束模板参数，从而生成清晰的编译错误信息，并实现更具可读性的泛型代码。此外，还将覆盖 `constexpr` 改进带来的编译期数据结构构建，例如如何在编译期计算图算法的拓扑排序。 第 4 章：范围（Ranges）与算法的革命性重构 Ranges 库是 C++ 算法抽象层次的一次重大提升。我们将从迭代器（Iterator）的概念出发，逐步过渡到 View (视图) 和 Adapter (适配器)。通过大量实践案例，展示如何使用管道操作符（`|`）链式调用算法，实现数据转换和过滤的声明式编程风格。对比传统 `std::transform` 和基于 Range 的等效实现，突出其在代码简洁性和可读性上的巨大优势。 第二部分：系统级编程与高性能优化 本部分将理论知识转化为实际的系统性能提升，关注内存布局、底层交互以及资源管理。 第 5 章：内存模型与原子操作的深度解析 理解 C++ 内存模型是编写无数据竞争代码的关键。本章细致分析 C++11 引入的内存序（Sequences）：`relaxed`、`acquire`、`release`、`acq_rel`、`seq_cst` 的适用场景和性能开销。我们将使用 PPL (Parallel Patterns Library) 和 C++ 标准库的原子操作，构建一个高性能的无锁队列（Lock-Free Queue）示例，并使用硬件性能计数器（如 Perf 或 VTune）进行实际的性能剖析。 第 6 章：低延迟网络编程与 I/O 优化 针对现代网络服务对低延迟的要求，本章聚焦于 非阻塞 I/O (Non-Blocking I/O) 和 I/O 多路复用技术。我们将构建一个基于 C++20 协程的 Proactor 模式 网络服务器。对比传统的 `select`/`poll` 模型，协程如何简化异步网络事件的处理逻辑，实现更高的并发效率和更低的上下文切换成本。 第 7 章：编译期性能调优与代码生成 探讨如何利用现代编译器的优化能力。内容包括：内联（Inlining）的度量与控制、函数归因（Function Attributes）、以及使用 PGO (Profile-Guided Optimization) 技术，根据实际运行数据指导编译器进行更智能的代码布局和分支预测优化。本章还会涉及如何编写易于编译器优化的代码结构（如避免不必要的动态内存分配）。 第三部分：现代软件架构与工程实践 构建大型、健壮的系统需要超越语言本身，关注架构设计和工程流程。 第 8 章：依赖管理与跨平台构建系统 深入讲解 CMake 的现代用法，重点在于如何集成 C++20 Modules，如何正确配置跨平台编译目标（Windows, Linux, macOS），以及使用 `FetchContent` 或 Conan 等包管理器进行依赖项的声明式管理。目标是建立一套可复现、零外部依赖的构建流程。 第 9 章：可观测性与运行时诊断 在复杂的分布式或多线程系统中，调试的难度呈指数级增长。本章侧重于 Logging (日志)、Tracing (追踪) 和 Metrics (度量) 的设计。我们将实现一个轻量级的、基于协程的异步日志系统，并介绍如何使用 OpenTelemetry 兼容的结构化日志格式，便于后续的可视化分析。 第 10 章：面向未来的设计模式与代码演进 回顾并重新审视经典设计模式（如工厂、观察者）在 C++20 约束下的新实现方式。重点讨论 Policy-Based Design (策略基类设计)，以及如何利用 `std::variant` 和 `std::optional` 替代裸指针和传统的错误码，实现更安全、更具表达力的接口设计。 附录：性能基准测试框架搭建 提供一个使用 Google Benchmark 库的详细指南，展示如何科学地度量代码性能，避免常见的测试陷阱（如 JIT 预热不足、缓存污染等），确保性能优化决策基于可靠的数据。 本书的目标是培养开发者成为一名现代 C++ 架构师，能够自信地驾驭 C++20 的强大能力，构建出在性能、可维护性和开发效率上都达到行业领先水平的应用程序。本书内容紧密围绕当前业界最前沿的技术栈展开，每一个章节都提供了可编译、可运行的实践代码，确保读者能够通过动手实践，真正掌握这些复杂的编程范式。

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这本书的封面设计确实很有年代感，那种深蓝色的背景配上经典的绿色字体，一下子就把我拉回了那个使用 Visual C++ 6.0 的时代。我当初买这本书，纯粹是因为工作需要，急着上手那个老项目，而手头能找到的比较新的资料又少之又少。说实话，我对这本书的期望值并不高，毕竟技术迭代太快了，六七年前的“实用”可能现在看来就是“古董”了。然而，翻开目录，我还是被作者的细致所折服。它并没有过多地纠缠那些复杂的MFC底层原理，而是专注于如何快速地搭建起一个能跑起来的、带有标准Windows界面应用的流程。比如，它对控件的添加、消息映射的设置、以及如何进行简单的文件I/O操作的讲解，都异常直白。对于一个只想尽快修复Bug或者实现小功能的开发者来说，这种“开门见山”的风格简直是福音。我记得当时为了解决一个棘手的资源释放问题，翻遍了网络论坛都没找到清晰的解答，最后竟然在这本书的一个不起眼的角落里，找到了一个关于`AfxOleInit()`调用的注意事项，瞬间茅塞顿开。这本书的价值，不在于提供了最前沿的架构思想，而在于它像一个手把手的施工图，告诉你螺丝应该拧在哪里，钳子应该怎么拿。对于那些被迫维护遗留系统的工程师而言，这份“考古资料”的实用价值是无可替代的。

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这本书的习题设计，是其最让我感到“实用”的地方。它没有采用那种为了测试而测试的、与主干知识点脱钩的难题。相反，每一章末尾都有几个紧密围绕本章核心技术点设计的实践项目。比如，在学习了树形控件（CTreeCtrl）和列表控件（CListCtrl）之后，书中会要求读者设计一个简易的文件浏览器框架，要求实现基本的目录遍历和信息展示功能。这些练习都不是那种简单复制粘贴就能完成的，它们要求读者必须真正理解消息处理的流程和数据结构的转换。我记得我当时为了完成那个关于“简单的数据库绑定”的练习，折腾了好几天，因为我错误地理解了ODBC的连接池机制。这本书没有直接告诉我答案，而是通过提供了一个大致的框架结构，迫使我去查阅相关的API文档，最终自己解决了问题。这种“引导性实践”的教学方法，比单纯的理论灌输要有效得多。它培养的不是“会用工具的人”，而是“理解工具原理的人”，尽管这个工具现在看来已经非常老旧了。

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从装帧质量来看，这本书体现了那个时代印刷技术应有的水准，纸张略微偏黄，墨水的浓度适中，没有出现大面积的漏印或糊边的情况。但最让我感到欣慰的，是它在软件环境配置上的详尽程度。在开篇的“准备工作”部分，作者用了整整几页纸，详细描述了如何安装Visual C++ 6.0的各个组件，如何设置工作区路径，甚至包括了如果安装过程中出现特定错误代码时应该如何排查。在那个互联网尚未普及，获取官方安装指南异常困难的时期，这种对环境配置的细致入微的指导，无疑是雪中送炭。它假设读者是“零起点”的，没有预设任何关于IDE使用的知识。对比现在随便一个现代框架的入门教程，往往只会说一句“使用npm/pip安装依赖”，然后直接跳入代码，这本书对基础环境的关注度，体现了那个时代对开发门槛的尊重。尽管现在我们可能只需要一个现代IDE的自动识别功能，但这份对“环境初始化”的重视，至今读来仍能感受到作者的良苦用心。

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深入阅读这本书后，我发现它对MFC（Microsoft Foundation Classes）的理解，是停留在它诞生之初的那个特定历史阶段的。它完美地展现了微软在Windows 98到Windows XP那个黄金时代对面向对象编程的理解。书中对于消息循环、文档/视图架构（Doc/View）的介绍，是那个时期最主流、最规范的实践。特别是关于SDI和MDI应用程序的创建流程，这本书用近三分之一的篇幅进行了详细的图文演示，每一步都有对应的屏幕截图作为佐证。这一点我非常欣赏，因为在那个网络资源匮乏的年代，清晰的视觉引导比任何抽象的文字描述都来得管用。然而，随着.NET的兴起以及后来的WPF和UWP，MFC的这种“重度封装”和相对僵硬的架构哲学逐渐被边缘化。如果你是一个正在学习现代C++并发编程或者想了解现代GUI框架（如Qt或EvenUI）的开发者，这本书的内容可能会让你产生一种“时光倒流”的错觉。它教你的很多快捷方式，比如直接在.RC文件中修改属性，在现代开发环境中几乎已经不再被推荐了。因此，这本书的价值更多地体现在历史研究和遗留系统维护上，而非前瞻性的技术学习。

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这本书的排版和语言风格，透露出一种非常务实、甚至略显刻板的理工科气息。如果你期待的是那种充满激情、鼓励你去探索“设计模式之美”的文学性教程，那么你可能会感到失望。这里的每一个章节都像是实验室的操作手册，步骤清晰到令人发指，但缺乏那种“为什么”的深度探讨。举个例子，在讲解如何使用对话框模板资源时，它会一步步教你如何打开资源编辑器，如何拖动按钮，如何修改ID，然后告诉你对应的消息处理函数应该怎么写。但是，关于为什么选择这种同步处理方式而不是异步处理方式，它几乎没有涉及。这种写法的好处是，对于初学者，特别是那些刚从纯C语言转向C++和GUI编程的同行，它提供了一个非常扎实的安全网。他们可以完全按照书上的步骤操作，保证能得到一个功能正常的窗口程序。我当年就是靠着这本书的实例代码，才勉强弄明白了ClassWizard这个工具的精髓。不过，这种“只教怎么做，不教为什么”的模式，也限制了读者的上限。一旦遇到书本上没有覆盖到的特殊需求，比如需要自定义绘图或者复杂的线程间通信时，这本书提供的帮助就显得非常有限，你还得重新去查阅MSDN的深层文档，这多少有些令人扼腕。

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