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出版者:Digital Press

作者:Norman Lawrence

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2001-12-21

价格:USD 57.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781555582494

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《现代 C++ 程序设计与实践》 书籍简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且注重实战的 C++ 现代编程指南。内容涵盖了自 C++11 以来，特别是 C++17 和 C++20 标准引入的最新特性、设计范式与最佳实践。我们聚焦于如何利用现代 C++ 的强大功能，构建高性能、高可维护性、易于调试的软件系统。本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与工程应用的实际需求，力求成为初、中级 C++ 开发者进阶的必备参考书，同时也是资深工程师回顾和深化理解现代 C++ 核心概念的有力工具。 第一部分：现代 C++ 基础与核心概念的重塑 本部分首先对 C++ 的基本语法和面向对象范式进行快速而精准的回顾，但重点迅速转向现代 C++ 如何重塑这些基础。 第 1 章：环境搭建与编译系统概述 详细介绍了现代 C++ 开发所需的主流工具链，包括 GCC (g++)、Clang/LLVM，以及微软 Visual Studio 编译器。重点讲解了 CMake 作为跨平台构建系统的配置与使用，以及如何有效地管理大型项目的依赖项。本章还深入探讨了编译过程的各个阶段——预处理、编译、汇编和链接——并解释了模块化编程（Modules）的未来趋势。 第 2 章：类型系统与内存管理的新纪元 本章彻底革新了对 C++ 内存管理的理解。我们详细剖析了智能指针（`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`）的内部机制、使用场景和性能考量，强调 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 原则在现代代码中的核心地位。同时，深入讲解了 `const` 和 `constexpr` 的正确用法，以及 `auto` 关键字带来的类型推导能力，如何提升代码的清晰度而非模糊性。 第 3 章：强大的初始化与生命周期控制 探讨了列表初始化（Brace Initialization）的统一性，以及聚合体（Aggregates）和 POD 类型的现代定义。重点介绍对象生命周期管理中的关键函数：`std::move` 和右值引用（Rvalue References），解释了它们如何实现高效的资源转移语义（Move Semantics），避免不必要的深拷贝，这对性能优化至关重要。 第 4 章：函数式编程的注入：Lambda 表达式与高阶函数 Lambda 表达式是现代 C++ 中最强大的特性之一。本章详细解析了 Lambda 的捕获机制（值捕获、引用捕获、隐式捕获的风险），并展示了如何使用 Lambda 配合标准库算法（如 `` 中的操作）来实现简洁、表达力强的代码。此外，我们探讨了函数对象（Functors）与现代 Lambda 表达式之间的关系和演进。 第二部分：面向对象设计与模板元编程的深化 本部分着重于如何利用 C++ 的面向对象能力和模板系统，构建灵活且可扩展的软件架构。 第 5 章：继承、多态与接口设计的现代视角 超越传统的虚函数，本章深入讨论了 Final 关键字的用途、纯虚函数（Pure Virtual Functions） 的高级应用，以及 桥接模式 在 C++ 中的实现。特别关注了 C++11 引入的 虚函数 `override` 和 `final` 关键字 如何增强代码的健壮性，防止意外的函数重定义或继承链中的破坏。 第 6 章：模板元编程（TMP）的实用化 模板元编程是 C++ 性能和泛型编程的基石。本章从传统的 SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error) 讲起，过渡到更现代、更易读的 `std::enable_if` 的应用。随后，详细讲解 C++17 引入的 `if constexpr` 如何极大地简化了模板代码中的编译期分支判断，使其不再需要复杂的递归模板结构。 第 7 章：概念（Concepts）：C++20 对模板的革命 C++20 的 Concepts 特性是解决模板元编程复杂性的终极答案。本章系统地介绍了如何定义、使用和组合 Concepts，展示了它们如何使得模板错误信息更具可读性，并提前静态地强制执行类型约束，从而实现真正意义上的“约束性泛型编程”。 第三部分：并发、并行与性能优化 现代计算环境的特性要求软件必须充分利用多核处理器。本部分聚焦于 C++ 标准库提供的强大并发工具集。 第 8 章：标准库中的线程管理 全面介绍了 `std::thread` 的创建、管理和同步机制。深入讲解了 互斥量（Mutex） 的不同类型（如 `std::mutex`, `std::recursive_mutex`）及其锁定机制，并重点介绍了 RAII 风格的锁包装器，如 `std::lock_guard` 和 `std::unique_lock`，强调如何避免死锁。 第 9 章：异步编程与未来任务模型 本章详述了 `std::future` 和 `std::promise` 用于管理异步操作的结果。重点解析 `std::async` 的使用，以及它如何简化线程池和延迟执行的实现。对于需要更精细控制的场景，我们讲解了 原子操作（Atomic Operations） `std::atomic`，如何在不使用互斥量的情况下，实现高效、无锁的数据交换。 第 10 章：标准库容器与算法的深度优化 重新审视标准模板库（STL）的容器，讨论在不同场景下选择 `std::vector`, `std::deque`, `std::map` 或 `std::unordered_map` 的性能权衡。本章特别关注 容器的性能陷阱，例如迭代器失效、内存布局对缓存的影响，并演示如何利用 C++20 的 Ranges 库来编写更具组合性的算法。 第四部分：工具、错误处理与现代软件架构 本部分关注将 C++ 代码转化为可靠、可维护的工程产品所需的实践方法。 第 11 章：健壮的错误处理：异常、返回值与错误码 在现代 C++ 中，我们提倡使用基于表达式值的错误处理，而非过度依赖异常。本章详细介绍了如何使用 `std::optional` (表示可能存在的值)、`std::variant` (表示类型安全的联合体) 和 `std::expected` (C++23 预览) 来清晰地传递操作的成功或失败状态，并取代传统的返回错误码的做法。 第 12 章：面向数据编程与结构化绑定 C++20 引入的 Ranges 和 View 极大地促进了数据流处理。本章展示了如何利用这些工具链式地组合算法，实现更贴近数学描述的程序逻辑。同时，深入讲解 结构化绑定（Structured Bindings） 如何优雅地解构 `std::pair`, `std::tuple` 或自定义结构体，简化数据访问。 第 13 章：高效调试与性能分析 本章提供了一套实用的工程调试方法论。讲解了如何利用编译器警告选项（如 `-Wall -Wextra -Wpedantic`）来预防性地捕获潜在错误。此外，介绍了集成开发环境中（IDE）的调试技巧，以及使用 Valgrind 或 Address Sanitizer (ASan) 来检测内存泄漏和未定义行为的流程。 本书特点 1. 标准驱动： 完全基于 C++17/C++20 标准，摒弃过时的 C++98/03 风格。 2. 实践导向： 每个核心概念都配有大量、清晰、可编译的示例代码。 3. 性能意识： 始终强调不同编程选择对运行时性能的具体影响，指导读者做出明智的工程决策。 4. 架构视野： 不仅关注单个函数的编写，更注重如何利用现代 C++ 特性构建模块化、可扩展的系统。

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这本书的封面设计，就透露着一种沉稳而又不失活力的气息。没有花哨的修饰，却有着恰到好处的留白，以及那种带着历史厚重感的字体，都仿佛在诉说着 Fortran 语言本身所承载的科研精神。我第一次接触到 Fortran，是在一次偶然的机会中，看到一位前辈用它来处理大量的实验数据，那些密密麻麻的代码，在当时的我看来，简直是天书。但随之而来的，是对其强大的处理能力和在科学计算领域无可替代的地位的惊叹。如今，看到“Compaq Visual Fortran”这个名字，我便立刻联想到，这是否意味着 Fortran 已经不再是那些只懂“命令行”的程序员的专属工具？“Visual”二字，像一扇窗户，让我看到了通往更广阔世界的可能性。 我设想，这本书一定不仅仅是 Fortran 语法的堆砌，更可能是一本关于如何将 Fortran 应用于实际问题的指南。也许它会从基础语法讲起，但绝不会止步于此。它可能会引导我去理解 Fortran 在数值分析、线性代数、微分方程求解等方面的应用，并配以详实的案例，让我能够亲手实践。更重要的是，我希望它能教会我如何利用“Visual”的特性，让我的代码更具可读性，更易于调试，甚至能够通过某种可视化工具，直观地观察程序的运行过程。我渴望通过这本书，能够真正地掌握 Fortran，并用它来解决我在学习和研究中遇到的实际问题，让那些曾经让我望而却步的复杂计算，变得触手可及。

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这本书的名字，《Compaq Visual Fortran》，如同一扇窗户，让我看到了 Fortran 语言在现代计算科学中更加友好的面貌。我曾接触过一些 Fortran 的代码，对其在数值计算和科学仿真方面的强大能力印象深刻，但同时也感到它在学习和使用上的门槛相对较高。 “Visual”这个词，是这本书最打动我的地方，它预示着一种更直观、更易于理解的学习路径。我设想，这本书会以生动形象的方式，来介绍 Fortran 的基础知识，包括变量、数据类型、运算符、以及控制结构等。 我特别期待，这本书能够详细讲解如何利用 Visual Fortran 的集成开发环境（IDE）来辅助编程。这包括代码的编写、语法高亮、自动补全、以及强大的调试功能。我希望能够通过这本书，学会如何有效地利用这些工具，来提高我的编程效率，减少错误，并更深入地理解程序的运行过程。 除此之外，我也希望这本书能够展示 Fortran 在实际应用中的魅力。例如，通过一些典型的科学计算案例，来演示 Fortran 如何解决诸如物理模拟、工程设计、数据分析等问题。 我期望通过阅读这本书，能够不仅掌握 Fortran 的语言特性，更能培养出独立解决科学计算问题的能力。 这是一次学习之旅，我希望《Compaq Visual Fortran》能够成为我探索 Fortran 世界的可靠伙伴。

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当我第一次看到《Compaq Visual Fortran》这本书时，我的内心就充满了期待。我一直对高性能计算领域充满兴趣，而 Fortran 语言，作为这个领域的基石，自然引起了我的高度关注。然而，我对 Fortran 的了解，更多地停留在其在科学计算领域的强大能力和悠久历史，对于具体的学习方法和实践应用，却知之甚少。 “Visual”这个词，在书名中的出现，无疑是这本书最吸引我的地方。它预示着一种与众不同的学习体验，一种将 Fortran 这一相对“硬核”的语言，变得更加易于理解和掌握的尝试。 我设想，这本书会非常注重代码的可视化呈现，通过大量的图表、流程图、以及生动的代码示例，来解释 Fortran 的语法结构、数据类型、控制流等核心概念。 我更期待，这本书能够引导我如何使用 Visual Fortran 的集成开发环境，去编写、编译、调试和优化我的 Fortran 程序。这包括对 IDE 中各项功能的详细介绍，以及如何通过这些工具来提高我的开发效率和代码质量。 我希望通过阅读这本书，我能够真正地掌握 Fortran 语言，并能够将其应用于实际的科学计算问题。例如，我希望能学习如何利用 Fortran 来进行数值模拟、数据分析、或者实现某些复杂的算法。 这是一次对知识的渴求，我希望《Compaq Visual Fortran》能够成为我的引路人，帮助我顺利地跨越 Fortran 的学习门槛，并真正地运用这门强大的语言来解决我遇到的实际问题。

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当我第一眼看到《Compaq Visual Fortran》这本书的时候，我立刻被它所传递出的信息吸引住了。我一直认为，编程语言不仅仅是指令的集合，更是一种思想的表达方式，是解决问题的艺术。Fortran，作为科学计算领域的先驱，其深厚的底蕴和强大的性能，是毋庸置疑的。然而，对于许多像我一样，对计算机科学有着浓厚兴趣但并非专业背景的人来说，Fortran 往往显得有些高深莫测。 “Visual”这个词，是这本书最吸引我的地方。它仿佛是一道光，照亮了通往 Fortran 世界的道路。我期待着，这本书能够以一种更加生动、更加具象的方式，来介绍 Fortran 语言。我设想，它可能会通过详细的图解，来展示 Fortran 的语法结构和控制流程；它可能会用生动的案例，来演示 Fortran 在解决实际科学问题中的应用；它甚至可能包含一些交互式的练习，让我在动手中学习，在实践中理解。 我希望这本书能够为我打开 Fortran 的大门，让我能够理解 Fortran 的强大之处，以及它在现代科学研究和工程应用中的重要地位。更重要的是，我希望通过这本书，我能够掌握 Visual Fortran 的开发环境，学会如何利用其提供的工具，高效地编写、调试和优化 Fortran 程序。 这是一次对知识的渴望，也是一次对能力的提升，我期待着《Compaq Visual Fortran》能成为我学习 Fortran 的最佳伙伴，让我能够真正地驾驭这门强大的语言。

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这本书的名字，《Compaq Visual Fortran》，就像一个充满吸引力的谜语，激起了我内心深处的好奇。我并非一个科班出身的程序员，但我在日常的学习和工作中，时常会遇到需要进行复杂计算和数据分析的场景。Fortran，这个在科学计算领域声名赫赫的名字，我有所耳闻，但对其具体的应用和学习方法，却知之甚少。 “Visual”这个词，在我看来，是这本书最核心的亮点。它暗示着一种与传统 Fortran 学习体验截然不同的方式，一种更加人性化、更加直观的路径。我设想，这本书或许会抛弃那些枯燥乏味的纯文本讲解，转而采用大量的图表、流程图、以及直观的代码示例，来解释 Fortran 的概念和用法。 我期待这本书能够为我揭示 Fortran 的魅力所在，它如何在复杂的科学问题中发挥关键作用，以及如何通过“Visual”化的方式，让学习和应用变得更加容易。我希望能通过这本书，掌握 Fortran 的基础知识，理解其在数值计算、工程模拟等领域的强大能力，并能够亲手编写出能够解决我实际问题的 Fortran 程序。 我更希望能通过这本书，了解 Visual Fortran 开发环境的特性，比如它在代码编写、调试、以及性能优化方面的优势，从而能够更高效地运用 Fortran 来应对我所面临的挑战。这是一次对未知领域的探索，我希望这本书能够成为我手中可靠的指南，引领我走向 Fortran 的世界。

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这本书的 title ，《Compaq Visual Fortran》，本身就散发着一种技术与艺术融合的魅力。我对 Fortran 语言的认识，最初来源于对高性能计算的了解。我曾惊叹于 Fortran 在处理海量数据和复杂算法时的效率，但同时，我也曾被其相对“古老”的语法和较为生涩的学习曲线所困扰。 “Visual”这个词，就像一道契机，让我看到了 Fortran 学习的全新可能性。我坚信，任何强大的工具，如果能够以更易于理解和操作的方式呈现，都能吸引更广泛的用户群体。因此，我期待这本书能够打破传统 Fortran 教材的桎梏，用更加直观、更加友好的方式来讲解 Fortran 的方方面面。 我设想，这本书会详细介绍 Visual Fortran 开发环境的强大功能，比如它如何简化代码的编写过程，如何提供强大的调试工具来帮助我定位和解决问题，以及它在性能优化方面的支持。 我更希望，这本书能够深入浅出地讲解 Fortran 在实际科学研究和工程应用中的案例，让我能够理解 Fortran 如何被用来解决诸如天气预报、航空航天、材料科学等领域的复杂问题。 我期望通过阅读这本书，我能够不仅掌握 Fortran 的基础语法和高级特性，更能学会如何将这些知识转化为解决实际问题的能力，从而为我的学习和研究添砖加瓦。

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这本书的标题，《Compaq Visual Fortran》，给我一种强烈的吸引力，它承诺了一种将 Fortran 语言的强大能力，通过更加直观、更具用户友好性的方式呈现的可能。我一直以来都对科学计算领域有着浓厚的兴趣，而 Fortran，作为这个领域的“常青树”，其高效的计算性能和广泛的应用范围，一直让我心生向往。然而，在我过去的认知中，Fortran 似乎与“晦涩难懂”和“命令行操作”紧密联系在一起。 “Visual”这个词，如同一个惊喜，打破了我固有的印象。我期待这本书能够打破 Fortran 学习的壁垒，通过更易于理解的教学方法，将 Fortran 的精髓传授给我。我设想，这本书可能会包含大量的图示和代码示例，用生动的语言解释 Fortran 的语法规则、数据结构以及控制流程。更重要的是，我希望它能教会我如何运用 Visual Fortran 的开发环境，例如其强大的代码编辑器、编译器和调试器，来高效地编写、运行和测试我的 Fortran 程序。 我渴望通过这本书，能够深入了解 Fortran 在各个科学研究领域的应用，例如在气象学、天文学、工程学等领域，它是如何被用来解决复杂问题的。我希望能够掌握 Fortran，并能够将其应用于我自己的学习和研究项目，用它来解决那些曾经让我望而却步的计算挑战。

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《Compaq Visual Fortran》这个书名，勾起了我内心深处对科学计算的好奇与热情。我并非一名专业的程序员，但我在学习过程中，时常会接触到需要处理大量数据和进行复杂计算的任务。Fortran 语言，我曾听说过它在科学计算领域无可比拟的地位，但对于它的学习和应用，却一直感到有些遥远。 “Visual”这个词，在我看来，是这本书最大的亮点，它暗示着一种更加直观、更加易于接受的学习方式。我期待这本书能够打破 Fortran 曾经给我的“古老”、“难学”的印象，用一种更加现代化、更加人性化的方式来介绍这门语言。 我设想，这本书会提供一套完整的学习体系，从 Fortran 的基础语法，例如变量、数据类型、运算符、循环和条件语句等，到更高级的特性，如数组、子程序、函数、文件操作等，都能够有清晰的讲解和丰富的示例。 我尤其希望能通过这本书，了解如何使用 Visual Fortran 的集成开发环境（IDE）。这包括如何利用 IDE 来编写、编译、调试 Fortran 代码，以及如何使用其提供的性能分析工具来优化程序的执行效率。 我希望通过学习这本书，能够真正地掌握 Fortran 语言，并将其应用于我实际的学习和研究中。我渴望能够用 Fortran 来解决我在数据分析、数值模拟等方面的实际问题，从而提升我的学习效率和研究水平。

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当我在书架上看到《Compaq Visual Fortran》这本书时，我的内心涌起了一股强烈的共鸣。我一直认为，技术的发展，最终是为了服务于人类的进步，而科学计算，正是推动这一进程的核心力量之一。Fortran 语言，作为科学计算领域的“老将”，其在性能、稳定性和效率方面的优势，是毋庸置疑的。然而，对于许多非计算机专业背景的科研人员来说，学习和使用 Fortran 却常常是一道难以逾越的门槛。 “Visual”这个词，恰恰击中了我的痛点。我希望这本书能够打破这种困境，通过更加直观、易于理解的方式，将 Fortran 的强大功能展现出来。我期待它能够提供一套完整的学习路径，从 Fortran 的基本语法、数据类型、控制结构，到更高级的子程序、模块、文件I/O等，都能够有清晰的讲解和丰富的示例。更重要的是，我希望它能够教会我如何利用 Visual Fortran 环境的优势，比如集成开发环境（IDE）提供的代码编辑、编译、调试、性能分析等功能，让我的开发效率得到质的提升。 我对这本书的期望，不仅仅是学习一门编程语言，更是掌握一种解决科学问题的工具。我希望通过阅读这本书，我能够深刻理解 Fortran 在解决实际科学问题中的应用，比如数值模拟、数据分析、图形渲染等方面，并能够通过实际操作，构建出自己的 Fortran 程序，去探索和解决那些困扰我的科学难题。

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这本书的光彩，仿佛穿越了时空，抵达了我手中，一种久违的，又充满未知的期待油然而生。我并非 Fortran 的科班出身，但对于计算机科学领域那精密、严谨的逻辑之美，我一直怀有深深的敬意。 Compaq Visual Fortran 的书名，本身就带着一种工业设计的质感，预示着一种将强大计算能力以一种直观、可视化的方式呈现的努力。我知道 Fortran 语言在科学计算领域有着举足轻重的地位，无数的物理模拟、工程计算、甚至是气候模型，都建立在 Fortran 的基石之上。而“Visual”这个词，无疑是点亮了我学习兴趣的火花。我好奇它将如何打破 Fortran 在许多人眼中“古老”、“晦涩”的印象，如何将那些复杂的算法、海量的数据，通过更加友好的界面和交互方式呈现在我面前。我想象着，它也许会用生动的图示来解释那些抽象的数学概念，用清晰的代码示例来演示复杂的流程控制，甚至可能包含一些实用的工具，帮助我快速地构建和调试我的程序。我期待着，通过这本书，我能够窥见 Fortran 在现代计算科学中所扮演的角色，理解它为何能够经久不衰，并有机会亲手去驾驭这股强大的计算力量，去解决那些曾经看似遥不可及的问题。 这是一次对未知领域的探索，也是一次对自身能力的挑战，而 Compaq Visual Fortran，无疑是我这次旅程中最值得信赖的向导。

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