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出版者:北京大学出版社

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页数:0

译者:

出版时间:2001-01-01

价格:28.0

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isbn号码:9787301053041

丛书系列:

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• Visual C++
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• 可视化编程
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• 入门教程

深入探索 C++ 的现代演进：从基础语法到高性能应用 图书名称： C++ 现代编程范式与实践：面向对象、泛型编程及并发模型详解 目标读者： 具有一定 C 语言或基础面向对象编程经验，希望系统学习和掌握现代 C++（C++11/14/17/20 标准）高级特性、设计哲学及在复杂系统开发中应用的工程师、资深学生和技术爱好者。 内容概要： 本书旨在提供一套全面、深入且实用的 C++ 编程指南，重点关注自 C++11 标准发布以来语言发生的革命性变化及其对软件架构设计的影响。我们摒弃了对基础语法细节的冗余介绍（例如简单的变量声明、基础循环结构等），而是将精力集中在如何利用 C++ 的现代工具箱构建高效、健壮且易于维护的软件系统。 全书分为五个核心部分，层层递进，确保读者能够从理论走向实践，最终达到能够独立设计和实现复杂 C++ 应用的水平。 --- 第一部分：C++ 现代化的基石与内存管理进化 本部分首先快速回顾 C++ 核心概念，但重心立即转向现代 C++ 带来的范式转变。我们将深入探讨右值引用 (Rvalue References) 和 移动语义 (Move Semantics) 的工作原理。理解它们如何彻底改变了性能瓶颈的产生方式，特别是对于涉及大量资源（如字符串、容器、文件句柄）的对象的拷贝操作。 智能指针的深度剖析： 不仅仅是 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的用法，更深入探讨其内部实现机制、内存模型以及在循环引用场景下的注意事项。重点分析 `std::weak_ptr` 如何有效解决所有权问题。 RAII 原则的现代应用： 展示如何利用 C++ 模板和构造函数，将资源管理逻辑无缝嵌入到对象生命周期中，实现异常安全的代码编写。 并发内存访问安全： 在介绍并发之前，我们必须建立坚实的安全基础。本章详细阐述 C++ 内存模型（Memory Model），解释 `volatile` 和 `std::memory_order` 的实际区别和应用场景，为后续的并发编程打下坚实的基础。 --- 第二部分：面向对象设计的高级表达：模板与泛型编程 本部分是本书区分于基础教程的关键所在。我们不再停留在简单的类继承和多态，而是聚焦于 C++ 作为“通用编程语言”的核心优势——模板元编程和泛型算法的设计。 深入理解模板的实例化过程： 探索什么是 SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error)，以及它是如何被现代 C++ 特性（如 `std::enable_if`）所取代和增强的。 概念 (Concepts) 的革命（C++20）： 详细介绍 C++20 引入的 Concepts，展示它们如何极大地提高了模板代码的可读性、编译错误信息质量和编译速度。我们将设计一组自定义的 Concepts 来约束容器和迭代器。 表达式模板与性能优化： 通过一个小型线性代数库的示例，演示如何使用表达式模板（Expression Templates）技术，在编译期实现延迟计算和消除中间对象创建，达到接近 C 语言指针操作的性能。 策略模式的模板化实现： 展示如何使用模板特化和继承的组合，实现比传统运行时多态更灵活、更高效的设计模式。 --- 第三部分：构建可扩展系统的利器：并发与并行编程 现代计算环境的特点是多核化。本部分将完全专注于如何安全、有效地利用多核资源。 现代并发原语的全面覆盖： 深入讲解 `std::thread` 的生命周期管理、`std::future` 和 `std::promise` 的异步结果传递机制。 同步机制的高级应用： 细致区分 `std::mutex`、`std::recursive_mutex`、`std::timed_mutex` 的适用场景。重点讲解 锁的粒度（Lock Granularity） 优化策略，并介绍如何使用 读写锁（Reader-Writer Locks） 模式来优化读多写少的场景。 原子操作（Atomics）的精妙： 探讨 `std::atomic` 模板类，理解其在无锁（Lock-Free）编程中的地位。我们将实现一个简单的无锁栈（Stack）来验证原子操作的实际效果和复杂性。 并发容器的权衡： 讨论使用如 TBB (Threading Building Blocks) 或 Boost.Lockfree 库中的并发容器与标准库中基于互斥锁的包装容器之间的性能取舍。 --- 第四部分：语言的新特性与实用工具集 本部分着眼于 C++17 和 C++20 中对日常编码效率提升显著的特性，并展示如何利用标准库中的最新工具。 结构化绑定 (Structured Bindings)： 展示其在解构 `std::pair`、`std::tuple` 以及自定义结构体时的巨大便利性。 `std::variant` 与 `std::optional` 的替代方案： 深入比较 `std::variant`（替代传统歧义联合体）和 `std::optional`（替代空指针或特殊值判断）的类型安全优势。讨论 `std::any` 在需要处理未知类型时的局限性。 协程 (Coroutines) 简介与异步I/O基础（C++20）： 作为一个前沿主题，我们将介绍协程的语法糖（`co_await`, `co_yield`, `co_return`）和其在构建高效、非阻塞 I/O 模型中的潜力，重点关注其与异步任务管理器的集成。 文件系统操作： 利用 `std::filesystem` 库实现跨平台的路径操作、文件属性查询和目录遍历，取代过去依赖于平台特定的 API 调用。 --- 第五部分：构建大型项目的工程化实践 软件的成功不仅在于代码质量，更在于工程化流程。本部分将从构建系统和代码规范角度提供指导。 现代构建系统：CMake 深度实践： 详细讲解如何使用现代 CMake (FetchContent, Target Properties, Interface Libraries) 来管理复杂的依赖关系、编译选项和跨平台配置，确保项目可以被不同编译器和平台稳定构建。 单元测试与 TDD： 介绍 Google Test 或 Catch2 等主流 C++ 测试框架，重点讲解如何针对模板代码和并发代码编写有效的、隔离性强的单元测试。 性能分析与工具链集成： 介绍如何使用 Valgrind (Memcheck/Callgrind) 进行内存泄漏检测和性能热点分析。演示如何将这些工具集成到 IDE 和构建流程中，实现持续集成中的质量门禁。 编码规范与静态分析： 探讨 Google C++ Style Guide 或 LLVM Coding Standards，并展示如何使用 Clang-Tidy 或 PVS-Studio 等工具自动强制执行这些规范，确保代码风格的一致性。 --- 本书的独特价值： 本书的重点在于“如何使用现代 C++ 解决真实世界中的性能和复杂性挑战”。它假设读者已经理解了 C 语言级别的底层操作，并致力于将这些底层知识与 C++11 之后引入的强大抽象工具相结合，帮助开发者跨越从“能用 C++ 编程”到“精通 C++ 架构设计”的鸿沟。本书的每一个章节都以代码实例驱动，展示了现代 C++ 特性在实际应用中的效率和优雅性。

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这本书的章节结构组织得非常严谨，几乎是按照一个项目从初始化到部署的逻辑顺序来安排的。我特别喜欢它在讲解GUI设计时，对“响应式布局”的坚持，它强调的不是用多少层嵌套的面板去堆砌界面，而是如何利用布局管理器和数据绑定机制来实现优雅的界面重构。然而，这种强烈的结构化反而带来了一个小小的阅读上的困扰：章节之间的衔接略显生硬。当你从一个比较宏大的主题（比如数据库连接池的管理）跳到下一个看似不相关的小主题（比如自定义控件的绘制流程）时，中间缺乏一些平滑的过渡性的“承上启下”的叙述。这使得阅读过程更像是在“攻克”一个个独立的技术堡垒，而不是顺畅地“穿越”一片连绵的知识平原。对于自学者而言，这种需要高度自我驱动力来维持学习连贯性的书籍，可能会在后期让人感到疲惫。

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从工具链和调试的角度来看，这本书的价值是无可替代的。它花了大篇幅讲解了Visual Studio IDE的各种高级调试技巧，比如如何设置复杂的断点条件、如何使用性能分析器来追踪内存泄漏，以及如何处理跨进程的调试问题。这些实操层面的指导，是很多只关注代码语法的教程里所缺乏的。它把工具本身提升到了与语言同等重要的地位来对待。但如果从“项目实战”的角度来看，这本书给出的示例代码虽然技术上完美无瑕，但稍微显得有些“干净”了。现实中的项目往往充斥着历史遗留代码、不规范的命名和各种奇怪的外部依赖，这本书的示例更像是教科书里的理想化场景。我希望能看到更多关于如何“修补”和“重构”一个陈旧、复杂的C++/.NET混合项目的内容，而不是仅仅停留在如何从零开始构建一个完美无缺的新程序上，这一点上，略显不足。

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我花了点时间对比了它处理现代C#特性的方式，比如异步编程（async/await）的实现原理。这本书的处理方式非常“复古”且彻底，它没有直接把`async`/`await`当成一个黑盒来介绍，而是倒退回去，详细解释了状态机（State Machine）是如何在编译期被转换的，以及`SynchronizationContext`在UI线程中的作用。这种深挖底层的工作方式，极大地满足了我对“知其所以然”的渴望。但反过来看，它似乎对一些更新、更简洁的库特性介绍得不够充分，比如可能对.NET Core/5+之后的一些性能优化和新的LINQ语法糖着墨不多，给人一种它对.NET Framework 4.x时代的理解更为透彻的感觉。所以，如果期待这本书能紧跟最新的.NET生态发展，可能会略感失望。它更像是一部扎实记录了某个特定技术黄金时代的经典著作，而不是一个与时俱进的快速指南。

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说实话，这本书的排版和印刷质量确实对得起它的价位，纸张厚实，图文的清晰度很高，即便是复杂的代码片段和UML图表，看起来也毫无压力。我尤其欣赏它在章节末尾设置的那些“陷阱与挑战”环节，那些案例往往都是我在实际项目中遇到过但又没能彻底解决的疑难杂症。例如，它对多线程同步机制在.NET环境下的几种不同实现方式进行了对比分析，不仅展示了代码，还用大量篇幅分析了它们在不同负载下的性能损耗和死锁的可能性。这种深入到“为什么这样做”层面的探讨，远超出了简单“如何实现”的层面。不过，作为一本“学习教程”，它在基础概念的引入上显得过于“跳跃”了。对于一个完全没有编程背景的人来说，直接面对这些高级主题，可能就像是直接被扔进了深海，虽然水质很好，但缺少一个平缓的入水台阶。所以，这本书更适合那些已经有一定基础，想要系统性地查漏补缺，或者寻求对现有知识体系进行深度重构的开发者。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种深沉的蓝色调配上清晰的字体，一看就知道是讲技术类的硬核内容。我刚翻开目录的时候，心里就咯噔一下，感觉信息量有点大。比如，关于MFC和WinForms的过渡章节，写得相当详尽，几乎把每一步的API调用都掰开了揉碎了讲，生怕读者跟不上。对于我这种从VC++ 6.0时代过来的老兵来说，这种巨细靡遗的讲解方式，虽然严谨，但阅读起来的节奏感有点慢，更像是在查阅一本厚厚的官方参考手册，而不是一本“教程”。我特别注意了其中关于.NET Framework底层机制的阐述部分，它似乎花了大量篇幅去解释托管代码和非托管代码之间的交互细节，这部分内容深度绝对够，但对于初学者来说，可能门槛有点高，需要极大的耐心去消化那些内存管理和CLR的复杂概念。总的来说，这本书的写作风格是那种典型的学院派风格，注重理论的完备性和技术的深度挖掘，但阅读体验上，少了一些轻松和启发性，更像是一份严谨的学术报告。

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