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出版者:上海交通大学

作者:伍建青、向珏良著

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2007-8

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787313049032

丛书系列:

图书标签:

• Visual Basic
• 程序设计
• 基础教程
• 实践
• 编程入门
• VB
• 教学
• 计算机科学
• 代码示例
• 入门教程

深入理解与高效应用：现代软件开发精要 本书聚焦于构建健壮、可维护且性能卓越的软件系统的核心原则与实践。它不是对特定编程语言语法的机械罗列，而是旨在培养读者从系统级视角审视问题、设计解决方案的思维模式。 本书将带你穿梭于软件开发的多个关键领域，从底层的内存管理到上层的架构设计，确保你建立起扎实的理论基础和丰富的实战经验。 第一部分：计算思维与算法设计的高级进阶 本部分着重于提升读者的抽象思维能力和问题分解技巧，这是任何高效软件系统的基石。我们不只是学习如何写出能运行的代码，而是探究如何写出最优、最可靠的代码。 1. 复杂数据结构的精妙构造与应用： 深入剖析超越基础数组和链表的复杂数据结构。我们将详细解析红黑树的自平衡机制及其在数据库索引中的应用原理；探讨B/B+树在磁盘I/O优化中的关键作用，理解它们如何平衡查找速度和存储效率。同时，针对流数据处理，我们将深入研究Bloom过滤器和Skip List，揭示它们在空间受限或高并发场景下的独特优势与权衡。重点案例分析将包括：如何利用这些结构实现高性能的缓存淘汰策略（如LRU的变种）以及大规模数据集的近似查询。 2. 算法效率分析与优化策略： 本章侧重于渐进时间复杂度的严格证明，并引入摊还分析法，用于评估动态数据结构（如动态数组或斐波那契堆）的平均性能。我们将对比不同排序算法在特定数据分布下的实际表现差异，不仅仅是理论上的$O(n log n)$，而是考虑缓存命中率和指令流水线的影响。优化策略部分，我们将讨论动态规划的“最优子结构”与“重叠子问题”的识别技巧，以及如何将递归优化为迭代，避免栈溢出的风险。此外，贪心算法的设计准则和适用边界条件将被详尽论述。 3. 图论在现代系统中的建模： 图论不再是纯粹的数学分支，它是网络路由、社交关系分析、依赖解析等现代应用的核心。本章将精讲最短路径算法（Dijkstra, A），重点分析启发式函数的设计如何影响A的性能。对于依赖关系管理，我们将深入探讨拓扑排序，并结合关键路径分析（Critical Path Method, CPM）在项目调度中的应用。此外，最小生成树（Prim/Kruskal）将被应用于优化资源分配问题，如网络拓扑设计。 第二部分：系统级编程与底层效率优化 本部分将视角转向程序运行的物理环境，关注如何让代码更贴近硬件，实现卓越的执行效率。 1. 内存管理与程序性能的深度关联： 理解操作系统如何调度内存是优化性能的关键。本章详述虚拟内存的工作原理，以及缺页中断（Page Fault）对程序性能的影响。我们将深入探讨堆（Heap）和栈（Stack）的分配机制，分析不同语言运行时垃圾回收器（Garbage Collector, GC）的工作模式（如分代收集、标记-清除、复制收集），并指导读者如何通过代码结构优化来减少GC的压力。特别关注内存局部性原理（Locality of Reference），阐述如何通过数据对齐和缓存友好型设计来最大化CPU缓存的利用率。 2. 并发、并行与同步机制的精细控制： 在多核时代，并发编程是必修课。本书不会停留在简单的锁机制介绍上，而是深入研究无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）数据结构的实现，如基于CAS（Compare-and-Swap）操作的原子操作。我们将剖析内存屏障（Memory Barriers）在保证跨核一致性中的作用，并对比信号量、互斥锁、读写锁在不同负载下的性能表现差异。重点讨论死锁的检测、避免与恢复策略，以及如何使用并发工具包中的高级构造来构建高性能的线程池模型。 3. 编译、链接与运行时环境： 了解代码如何从文本变为可执行文件的全过程，是调试底层错误和进行深度优化的前提。本章讲解预处理、编译、汇编和链接的各个阶段。重点分析目标文件格式（如ELF/PE）的结构，以及动态链接与静态链接的取舍。探讨编译器优化选项（如内联、循环展开、向量化）对最终二进制文件的影响，并介绍如何利用反汇编工具来验证编译器生成代码的效率。 第三部分：软件架构设计与工程实践 本部分关注大型、长生命周期软件系统的组织结构和质量保证，强调设计模式的合理应用而非盲目堆砌。 1. 架构模式的选择与演进： 系统架构的选择决定了系统的可扩展性、可维护性和团队协作效率。我们将详细对比分层架构、微服务架构、事件驱动架构（EDA）的适用场景。对于微服务，重点讨论服务间的通信协议（RPC vs. REST vs. 消息队列）的选择标准，以及服务发现与配置中心的搭建。同时，探讨领域驱动设计（DDD）中的限界上下文（Bounded Context）划分原则，确保架构能够真实映射业务逻辑。 2. 设计模式的深入应用与反模式警示： 本书将设计模式视为解决特定重复问题的成熟方案，而非设计教条。我们将超越基础的GoF模式，重点解析架构级模式，如六边形架构（Ports and Adapters）和整洁架构（Clean Architecture），强调依赖倒置原则（DIP）如何确保业务逻辑的纯净性。针对常见的“上帝对象”或“雪花系统”，本章将提供具体的重构策略和反模式识别指南。 3. 质量保证与自动化：测试金字塔的构建： 高质量的软件离不开严格的测试体系。本书推崇测试金字塔模型，强调单元测试（Unit Tests）的深度和广度，并介绍属性测试（Property-Based Testing）在发现边缘错误方面的优势。在集成和端到端测试层面，我们将讨论如何使用测试替身（Stubs, Mocks, Fakes）来隔离依赖，确保测试的可重复性和速度。引入混沌工程（Chaos Engineering）的概念，指导读者如何在生产环境中主动注入故障，以验证系统的弹性设计。 通过系统地学习本书内容，读者将能够从一个仅仅“会写代码”的实践者，成长为能够设计、构建并维护复杂、高性能、高可靠性软件系统的专业工程师。本书强调的是“为什么”和“如何选择”，而非仅仅是“怎么做”。

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这本书的封面设计简直是一场视觉的灾难，那种老派的、毫无生气的深蓝色背景，配上略显模糊的像素化字体，让我在书店里一眼扫过，差点就把它当成二十年前的旧教材给扔回了书架。拿到手里才发现，这居然是本新近出版的关于程序设计实践的书籍。我原本对这类入门书籍抱有很高的期待，毕竟在这个时代，任何一本关于“基础实践”的书都应该在用户体验上下足功夫。然而，这本书的排版逻辑混乱，章节之间的过渡生硬得像是强行拼接的碎片。举个例子，光是目录部分，某些核心概念的章节就被分割得支离破碎，读者必须在好几个不相关的部分来回翻找才能拼凑出一个完整的知识点。而且，书中大量的代码示例似乎是从一个古老的FTP服务器上下载下来的，充满了过时的语法结构和冗余的注释，完全没有体现出现代编程语言的简洁与优雅。我花了一个下午试图理解其中关于数据结构基础的描述，结果发现它用了大量晦涩难懂的比喻，完全没有抓住面向初学者的本质——清晰、直观。可以说，仅仅是阅读这本书的物理形态和初步浏览其内容结构，就已经消耗了我大量的耐心和精力，这对于一本旨在“打基础”的书来说，无疑是一个致命的缺陷。如果作者团队在排版和内容组织上能投入哪怕一半的精力用于优化用户体验，这本书的价值或许会提升一个档次，但现在看来，它更像是一份未经打磨的、散落的代码草稿集。

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我花了整整一个星期的时间，试图从这本书里挖掘出一些真正“实践性”的东西，结果感觉就像是在一个满是沙子的沙坑里寻找金子。书里充斥着大量空泛的理论阐述，动不动就引用一些早期的计算机科学论文，但当你真正需要动手操作，想知道“下一步该怎么做”的时候，它给出的指导却含糊其辞，甚至存在逻辑上的跳跃。比如，在讲解“事件驱动编程”的关键部分，作者用了一大段篇幅讨论了历史背景和不同架构的优缺点，但当我们期待看到一个完整的、可运行的最小化项目时，却只得到了一段几行字的伪代码，然后就直接跳到了下一个更复杂的模块。这对于一个试图通过“实践”来学习编程的读者来说，是非常令人沮丧的。更糟糕的是，书中附带的光盘或者在线资源链接根本无法访问，或者链接指向的资源早已失效，这使得那些需要对照运行环境进行调试的初学者无从下手。我尝试自己去推导那些缺失的步骤，但由于前文基础知识铺垫不足，很多地方根本无从下手。这本书仿佛是写给一个已经熟练掌握了编程范式、只是想温习一下某个特定语言历史的老专家看的，对于一个需要一步一个脚印建立起信心和技能的新手而言，它提供的更多是障碍而不是桥梁。

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我对于这本书的“实践”部分持保留态度，并非因为它不够深奥，而是因为它在“深度”和“广度”的平衡上出现了严重偏差。它似乎试图在一本有限篇幅的书里，塞入太多相互关联性不强的知识点，导致每一个知识点都只触及了皮毛，无法形成完整的认知闭环。例如，在讲到数据库交互时，作者似乎迫于篇幅压力，只是粗略地提到了SQL语句的基本结构，却完全没有涉及连接池管理、事务处理、异常捕获等在任何实际应用中都至关重要的环节。读者学完后，可能知道“怎么写一条查询”，但绝对不知道“如何安全高效地在应用程序中执行这条查询”。这种浅尝辄止的覆盖方式，最终培养出来的是一种“知道一点点”的假象，一旦读者尝试将其应用到稍微复杂一点的真实项目中，立刻就会撞上无数的“技术黑洞”。一本好的实践教程，宁可少讲几个不重要的特性，也要把几个核心的、决定项目成败的关键实践点讲得透彻、讲得深入，并且提供足够的、可供反复修改和调试的综合性案例，而不是这种零散的、缺乏上下文关联的知识点堆砌。

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从技术细节的准确性和时效性来看，这本书的质量令人担忧，仿佛是作者在多年前写完初稿后，就再也没有进行过任何更新维护。书中很多关于集成开发环境（IDE）操作的描述，与当前主流的开发工具界面和流程完全不符。例如，关于项目配置和编译选项的讲解，完全没有提到现代软件开发中广泛使用的自动化构建工具链，反而还在强调一些非常底层的、现在编译器已经自动处理掉的细节。这不仅浪费了读者的学习时间，更重要的是，它在潜移默化中培养了读者一种过时的、低效的工作习惯。我翻阅到关于面向对象特性的那一章时，发现对“继承”和“多态”的解释使用了非常僵硬的、类比于现实生活中特定场景的例子，这些例子在我看来非常牵强，反而增加了理解的难度。正确的做法应该是使用更加抽象、更具通用性的编程模型进行说明。总而言之，这本书在技术内容上，已经与当前行业的发展脱节了，它教授的知识点可能在理论上仍有价值，但缺乏在当前技术栈中应用的指导意义，使得学习过程变得异常枯燥和脱离实际。

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这本书的语言风格可以说是极端地“学术化”和“去人情味”。作者似乎完全忘记了自己正在写一本面向“实践”的教程，而是像在撰写一篇厚重的学术论文。大量的长难句充斥其中，逻辑连接词的使用极其复杂，使得读者在阅读时不得不反复回溯，以确保自己没有遗漏任何一个细微的限定条件。例如，对一个简单的变量声明的介绍，都能被拆解成好几个嵌套的从句来描述其在内存中的具体映射关系，而不是直接给出清晰的语法和使用范例。这种表达方式，对于那些母语非技术性语言的读者来说，简直是噩梦。学习编程需要的是鼓励和清晰的引导，但这本书提供的却是一种居高临下的、仿佛在考察读者理解能力的姿态。我甚至怀疑作者是否真的进行过“面向初学者”的教学实践，因为一个好的教师会尽量简化语言，用最直接的方式把核心概念传递出去。这本书的文字处理方式，完全是反教育学的典范，它成功地将原本可能有趣的编程入门过程，变成了一场艰苦的文字解码战役。

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