ECOOP 2005 - Object-Oriented Programming pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Black, Andrew

出品人:

页数:629

译者:

出版时间:2005-9

价格:813.60元

装帧:

isbn号码:9783540279921

丛书系列:

图书标签:

• Object-Oriented Programming
• ECOOP
• Software Engineering
• Computer Science
• Programming Languages
• Design Patterns
• Software Design
• Algorithms
• Formal Methods
• Theory of Programming

《程序设计哲学探索：从数据结构到并发模型》 本书旨在深入剖析现代程序设计的核心理念与实践，勾勒出一条从基础数据组织到复杂系统构建的知识脉络。我们拒绝浮光掠影的技巧罗列，而是着力于理解“为什么”以及“如何”才能设计出更优雅、更高效、更易于维护的软件。本书将带领读者超越语言的表象，触及那些驱动着软件发展背后深层的思想火花。 第一部分：抽象的基石——理解数据与行为的本质 在软件开发的起点，数据扮演着至关重要的角色。我们并非仅仅将其视为简单的变量堆砌，而是深入探讨如何将现实世界的概念模型转化为计算机可理解的数据结构。 数据结构：不仅仅是存储 我们将从最基础的数组和链表出发，审视它们在内存中的表现形式、访问效率以及适用场景。然而，本书的重点将放在更高级的数据结构上，例如栈、队列、树（二叉树、平衡树如AVL和红黑树）、图以及哈希表。我们会详细分析它们的内部实现原理，例如节点之间的指针关系、平衡机制、哈希函数的选择与冲突解决策略。更重要的是，我们将探讨不同数据结构在解决特定问题时的优劣势，例如在排序、搜索、图遍历等典型算法中的性能表现。例如，在处理大规模数据时，选择合适的索引结构（如B+树）能够将搜索时间从线性降低到对数级别，这种效率的提升源于对数据内在逻辑组织的深刻理解。 算法分析：衡量效率的标尺 数据结构的有效性离不开高效的算法。本书将系统性地介绍算法分析的基本方法，包括时间复杂度和空间复杂度的概念，以及大O符号的运用。我们将通过实际例子，如冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序、快速排序以及堆排序，来直观地理解它们在不同场景下的性能差异。我们会详细推导它们的复杂度，并讨论原地排序、稳定性等重要特性。进一步地，我们将探索更高级的算法思想，如贪心算法、动态规划、分治法和回溯法，并通过解决实际问题来展示它们强大的威力。例如，在背包问题中，动态规划能够有效地避免重复计算，找到最优解；而在旅行商问题中，回溯法提供了探索所有可能路径的系统方法。 面向对象设计的哲学：封装、继承与多态的深层含义 面向对象思想是现代软件开发的核心范式之一。本书将带领读者深入理解封装、继承和多态这三大基石。 封装：信息隐藏与接口设计 封装不仅仅是将数据和操作方法捆绑在一起，更重要的是实现信息的有效隐藏和清晰的接口设计。我们将讨论如何通过访问修饰符（public, private, protected）来控制外部对内部状态的访问，从而保护数据的一致性，降低模块间的耦合度。本书将强调接口的设计原则，例如“最少知识原则”（Law of Demeter）和“依赖倒置原则”（Dependency Inversion Principle），以及如何通过接口来定义抽象契约，使得不同实现可以互换，增强系统的灵活性和可测试性。我们将探讨工厂模式、建造者模式等设计模式，它们都是封装思想在实际应用中的体现，能够帮助我们更好地管理对象的创建过程。 继承：代码重用与层级关系 继承是实现代码重用和构建类层次结构的强大机制。我们将分析单继承与多重继承的区别，以及它们各自的优缺点。本书将重点讨论通过继承来建立“is-a”关系，从而实现多态。然而，我们也会警惕过度使用继承带来的问题，例如“脆弱基类问题”（Fragile Base Class Problem）和深层继承带来的复杂性。我们将讨论组合（Composition）作为继承的替代方案，以及“组合优于继承”（Favor Composition over Inheritance）这一设计原则的意义，如何在保持代码重用的同时，获得更高的灵活性和更低的耦合度。 多态：动态绑定的魅力与运行时行为的灵活性 多态是面向对象设计的精髓之一，它使得程序能够在运行时根据对象的实际类型调用相应的方法。我们将深入探讨静态多态（函数重载、运算符重载）和动态多态（虚函数、接口）。本书将重点分析动态多态的实现机制，例如虚函数表（vtable）的作用，以及它如何实现方法的动态绑定。我们将通过实际案例，例如图形库中不同形状的绘制、事件处理机制等，来展示多态在提高代码的通用性和可扩展性方面的巨大价值。理解多态，意味着能够编写出更具适应性的代码，轻松应对未来的需求变化。 第二部分：系统构建的艺术——设计模式与架构思想 在掌握了基础的抽象能力后，我们将进一步探讨如何将这些概念组织成健壮、可维护的软件系统。设计模式和架构思想提供了解决常见设计问题的成熟方案。 设计模式：经验的结晶与重用 设计模式是软件开发领域中经过反复实践检验的、解决特定问题的通用解决方案。本书将系统性地介绍经典的“GoF”（Gang of Four）设计模式，并根据其功能分为创建型、结构型和行为型三类。 创建型模式：对象的生成之道 我们将深入探讨单例模式（Singleton）、工厂方法模式（Factory Method）、抽象工厂模式（Abstract Factory）、建造者模式（Builder）和原型模式（Prototype）。例如，单例模式如何确保某个类只有一个实例，并提供全局访问点；工厂方法模式如何将对象的创建委托给子类；抽象工厂模式如何提供创建一系列相关对象的接口。我们将分析这些模式在解耦对象创建与使用、提高代码灵活性和可维护性方面的作用。 结构型模式：对象间的协作与组织 我们将学习适配器模式（Adapter）、桥接模式（Bridge）、组合模式（Composite）、装饰器模式（Decorator）、外观模式（Facade）、享元模式（Flyweight）和代理模式（Proxy）。例如，适配器模式如何让不兼容的接口协同工作；组合模式如何将对象组织成树形结构，统一处理单个对象和对象的组合；装饰器模式如何在不改变原类的情况下，动态地为对象添加职责。我们将分析这些模式如何帮助我们管理类和对象之间的关系，构建灵活且可扩展的系统。 行为型模式：对象间的通信与责任分配 我们将探索责任链模式（Chain of Responsibility）、命令模式（Command）、解释器模式（Interpreter）、迭代器模式（Iterator）、中介者模式（Mediator）、备忘录模式（Memento）、观察者模式（Observer）、状态模式（State）、策略模式（Strategy）、模板方法模式（Template Method）和访问者模式（Visitor）。例如，观察者模式如何实现对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会得到通知；策略模式如何定义一系列算法，并使它们可以互相替换，让算法的变化独立于使用它的客户。我们将理解这些模式如何促进对象间的松散耦合，提高代码的可读性、可维护性和可测试性。 软件架构：系统的蓝图与组织原则 架构设计是软件开发的高级阶段，它关注的是整个系统的组织结构和宏观设计。本书将触及一些重要的架构思想和模式。 分层架构：职责的划分与隔离 我们将讨论如何将系统划分为不同的逻辑层，例如表示层、业务逻辑层、数据访问层等。理解每一层的职责，以及层与层之间的通信方式，有助于提高系统的模块化程度和可维护性。 MVC (Model-View-Controller)：分离关注点 MVC模式在Web开发和其他GUI应用中广泛应用。我们将深入分析模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）各自的职责，以及它们之间的交互方式。理解MVC有助于将数据、用户界面和用户输入处理清晰地分离，从而提高代码的可重用性和可维护性。 微服务架构：拆分与独立演进 随着互联网应用的规模化，微服务架构越来越受到关注。我们将探讨微服务的基本概念，例如服务的自治性、独立的部署和可伸缩性。同时，我们也会讨论微服务架构带来的挑战，例如分布式系统的复杂性、服务间的通信和数据一致性等问题。 第三部分：并发与分布式世界的挑战 在现代计算环境中，多核处理器和分布式系统的普及使得并发编程和分布式系统成为不可避免的话题。本书将为读者提供理解这些复杂领域的入门知识。 并发编程：同时执行的任务 我们将从线程和进程的基本概念出发，理解它们在操作系统中的管理和调度。本书将重点介绍并发编程中常见的挑战，例如竞态条件（Race Condition）、死锁（Deadlock）和活锁（Livelock）。我们将学习如何使用锁（Mutex, Semaphore）、条件变量（Condition Variable）和原子操作（Atomic Operations）等同步机制来解决这些问题，确保并发访问的安全性。同时，我们也将探讨一些高级的并发模型，例如Actor模型和事件驱动模型，以及它们在处理高并发场景下的优势。 分布式系统的基础：通信与协调 我们将初步了解分布式系统的基本原则，例如 CAP 定理（Consistency, Availability, Partition Tolerance）。本书将介绍常见的分布式通信协议，例如 RPC (Remote Procedure Call) 和 RESTful API。我们还将探讨分布式事务的处理，以及一致性哈希等用于实现负载均衡和数据分区的技术。理解这些概念，是构建可伸缩、高可用的分布式应用的基础。 总结 《程序设计哲学探索：从数据结构到并发模型》不仅仅是一本技术手册，更是一次关于构建高效、健壮、可维护软件的思维之旅。我们强调理解背后的原理，追求设计的美学，并为读者提供一套坚实的工具箱，以应对日益复杂的软件开发挑战。无论您是初学者，还是经验丰富的开发者，本书都将为您提供宝贵的洞见，帮助您在编程的道路上走得更远。

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