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出版者:清华大学出版社

作者:尹建民

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:38.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302056997

丛书系列:

图书标签:

• Visual C++
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编程世界的璀璨星河：深度探索 C++ 的现代演进与高效实践 书名：《C++ 现代编程范式：从底层优化到高性能应用设计》 内容简介 本书旨在为具备一定 C++ 基础的开发者提供一条通往现代 C++ 编程艺术的精深路径。我们不再满足于仅仅“会写” C++ 代码，而是深入挖掘 C++ 语言在 21 世纪的演进方向——即如何利用 C++11/14/17/20 等新标准带来的强大特性，构建出既高效、安全又易于维护的复杂系统。本书侧重于理论与实践的深度结合，将晦涩的底层原理转化为可操作的工程实践。 第一部分：现代 C++ 的基石——理解与掌握新标准（C++11/14/17 核心） 本部分聚焦于奠定现代 C++ 编程范式的关键特性。我们首先会彻底解析右值引用 (Rvalue References) 和 移动语义 (Move Semantics)。这不仅仅是关于如何编写 `std::move`，而是理解资源管理在现代 C++ 中的革命性转变。我们将通过详细的案例，对比传统拷贝构造函数与移动构造函数在处理大型数据结构（如自定义容器或智能指针）时的性能差异，量化优化效果。 接着，我们将深入探讨模板元编程 (Template Metaprogramming, TMP) 的现代用法。摒弃早期 TMP 晦涩难懂的递归技巧，我们着重讲解如何使用 `constexpr if`、`concepts`（在 C++20 中达到顶峰，但其前置思想在 C++17 已经显现）和类型特征库（Type Traits）进行编译时计算和类型检查。本书会提供实用的场景，例如如何使用 TMP 实现编译时多态，以及如何构建通用的、类型安全的数学运算库，确保类型错误在编译阶段即被捕获。 智能指针（Smart Pointers） 的使用被提升到资源生命周期管理的战略高度。我们不仅仅讲解 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的基本用法，更会详细分析 `std::weak_ptr` 如何打破循环引用，并探讨在多线程环境下使用原子智能指针（Atomic Smart Pointers）的必要性与潜在陷阱。内存泄漏和悬空指针的防范将贯穿始终。 并发编程的革命：从互斥锁到异步模型 本部分是本书的重点之一，它聚焦于如何利用 C++ 标准库提供的强大工具来编写健壮、高效的并行程序。我们将系统性地学习 `` 库，包括线程的创建、同步机制（互斥锁、条件变量、读写锁的深入应用）。关键在于，我们将超越简单的加锁解锁，深入研究无锁编程 (Lock-Free Programming) 的概念。 本书会详细剖析 `std::atomic` 提供的原始原子操作，并指导读者如何构建基于 CAS (Compare-And-Swap) 循环的简单无锁数据结构。对于更高级的并发模式，我们将引入 异步编程模型。重点讲解 `std::future`、`std::promise` 和 `std::async` 的协同工作方式，以及如何利用它们来管理耗时操作，避免阻塞主线程。对于需要极高并发性能的场景，我们将简要介绍 C++20 中引入的协程（Coroutines）的概念及其在I/O密集型任务中的潜力。 第三部分：抽象的艺术——面向对象、泛型与设计模式的深化 在现代 C++ 中，面向对象（OOP）需要与泛型编程（GP）完美结合。我们将重新审视多态的概念，对比传统的虚函数表（Virtual Tables）带来的运行时开销，与使用模板特化和 CRTP (Curiously Recurring Template Pattern) 实现的静态多态的性能优势。 设计模式的讨论将更贴合 C++ 的语言特性。例如，我们将探讨策略模式（Strategy Pattern） 如何通过函数对象（Functors）或 `std::function` 优雅实现；观察者模式（Observer Pattern） 在使用 `std::shared_ptr` 和 `std::weak_ptr` 组合后的安全性；以及如何使用 Builder 模式配合现代 C++ 的初始化列表来创建复杂配置对象。 资源管理与异常安全将是贯穿本章的主线。我们强调 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 原则的彻底贯彻，并讲解如何通过构造函数、析构函数以及异常安全保证（强异常安全、基本异常安全、无异常）来确保代码的健壮性。 第四部分：性能优化与工具链的驾驭 本书不只是停留在语言层面，更会深入到编译和运行阶段的优化。 性能分析是必不可少的技能。我们将介绍如何使用外部工具（如 `perf`, VTune, 或特定平台的性能分析器）来定位代码中的热点。更重要的是，我们将教授如何解读分析报告，识别出由缓存未命中、分支预测错误或不当的内存访问模式造成的性能瓶颈。 内存布局与缓存友好性是一个被初学者忽视的关键领域。我们将讲解 CPU 缓存的工作原理（L1/L2/L3 缓存），并指导读者如何通过结构体成员的重新排序（Structure of Arrays vs. Array of Structures）来最大化数据局部性，从而显著提升数据密集型算法的速度。 最后，本书将详细阐述现代构建系统和工具链的使用。我们将对比 CMake 在管理大型 C++ 项目中的优势，并深入讲解如何配置高效的编译选项（如优化级别、链接时优化 LTO），以及如何利用静态分析工具（如 Clang-Tidy, cppcheck）在早期阶段发现潜在的错误和风格问题。 目标读者 本书适合已经掌握 C++ 基础语法，希望深入理解 C++11/14/17/20 核心机制，并致力于编写高性能、高可靠性系统软件的工程师、资深学生以及技术架构师。通过阅读本书，读者将能够自信地驾驭 C++ 语言的复杂性，将其转化为构建下一代高效应用程序的强大工具。

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这本书的价值，我认为更多体现在它对“为什么是C++，为什么是.NET”这个问题的深刻回答上。它并非一本纯粹的C#书籍，也并非一本纯粹的C++指南，它巧妙地找到了两者在Visual Studio生态下融合的最佳实践路径。书中对互操作性（Interoperability）的讲解，即C++/CLI的使用场景和边界，我认为是全书的亮点之一。很多公司依然保留着大量的C++底层库，如何安全、高效地在托管代码中调用这些非托管代码，是许多老项目面临的难题。这本书详细剖析了P/Invoke的陷阱，并对比了C++/CLI作为“桥梁”的优势与局限性。这种对技术栈兼容性和历史演进的尊重，使得这本书不仅仅是一本学习手册，更像是一份对现代Windows应用开发环境的深度剖析报告。它教会你如何做技术选型，而不是盲目地跟随最新的框架潮流，对于有志于成为架构师的开发者来说，这种宏观视野的培养至关重要。

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老实说，我入手这本书的时候，我的.NET基础可以说是处于“能跑起来就行”的阶段，对于异步编程和多线程的理解，基本停留在`Thread`类上，一遇到涉及到UI响应和并发控制的问题就头疼欲裂。这本书的“进阶”部分，特别是关于并行计算和任务（Task）框架的阐述，彻底颠覆了我的认知。作者没有简单地介绍`async`和`await`关键字的用法，而是花了大量篇幅去解析`SynchronizationContext`的角色，以及它如何悄无声息地处理线程间的切换，确保UI线程的安全。我记得有一段关于死锁检测与避免的实例分析，作者居然用了一个非常生活化的比喻来解释资源竞争的复杂性，让我这个理科生都感到豁然开朗。更让我惊喜的是，书中甚至触及到了.NET Core（虽然书名是.NET，但内容显然与时俱进）中关于跨平台异步I/O的底层实现差异，这绝对是市面上许多“过时”的教程里找不到的深度。阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场对底层机制的“考古”，它让你从“会用”提升到“理解为什么这样设计”。

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这本《Visual C++.NET入门与进阶》的封面设计，说实话，第一眼并没有给我留下特别深刻的印象，那种蓝白相间的配色和标准的教科书式排版，让我一度怀疑它是不是又一本塞满了API定义的“工具书”。然而，当我真正翻开它，试图寻找那些关于C++和.NET Framework之间那些微妙的“恩怨情仇”时，我才发现我低估了作者的功力。书中对面向对象编程（OOP）在.NET环境下的具体实现，比如委托、事件以及属性的封装艺术，讲解得极其透彻。它不像某些入门书籍那样，只是简单地罗列语法，而是深入到微软设计这些特性的底层逻辑。比如，在讲解泛型（Generics）的那一章节，作者没有止步于讲解`List<T>`怎么用，而是花了相当大的篇幅去分析泛型在性能优化和类型安全上的平衡艺术，甚至还引用了CLR（公共语言运行时）的一些JIT编译策略来佐证。这种由浅入深，层层递进的讲解方式，对于那种已经了解基础C++语法，但对如何在Visual Studio环境中高效利用.NET生态进行开发的工程师来说，简直是福音。我尤其欣赏它对MFC向WinForms/WPF迁移时，思维模式转变的讨论，那份对历史遗留问题的理解和对未来趋势的把握，非常到位。

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这本书的实战性，是让我感到非常惊喜的一点。很多技术书籍要么理论太虚，要么代码示例过于简单，无法在真实项目中复用。但《Visual C++.NET入门与进阶》在讲解完核心概念后，几乎都会紧跟着一个结构清晰、模块化的项目案例。例如，在讲解数据持久化时，它没有仅仅停留在ADO.NET的简单查询，而是构建了一个包含分层架构（表示层、业务逻辑层、数据访问层）的小型应用。我特别关注了它在数据访问层如何使用反射和接口来实现数据提供者的动态切换，这种设计模式的演示，对于提升我个人的代码架构能力帮助极大。作者在代码注释上也非常用心，不仅解释了“做什么”，更强调了“为什么要这样做”，比如某个地方选择使用接口而不是抽象类，背后是对耦合度和可测试性的权衡。这种注重工程实践和设计原则的教学方式，远比单纯的语法堆砌要有效得多，它让你在写代码时，脑子里能形成一个清晰的蓝图。

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从排版和阅读体验上来说，这本书的处理也相当成熟。虽然内容深度很高，但整体的阅读负担并不沉重。章节之间的逻辑衔接非常自然，很少出现那种知识点突然跳跃的情况。更难能可贵的是，作者在处理那些极其晦涩的CLR（公共语言运行时）内部机制时，并没有采用晦涩的术语轰炸，而是通过流程图和UML图辅助说明，使得复杂的概念得以可视化。特别是关于值类型（Struct）和引用类型（Class）在内存分配上的差异，配的那几张堆栈内存示意图，简直是教科书级别的清晰。我过去在调试内存泄漏时总是感到迷茫，但看完这一部分后，对`IDisposable`接口的正确使用时机和Finalizer的工作原理有了全新的认识，这直接帮助我优化了项目中的资源释放逻辑。对于需要长时间面对代码的读者而言，这种清晰的视觉辅助，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。

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