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出版者:Addison-Wesley

作者:Dejan Bosanac

出品人:

頁數:432

译者:

出版時間:2007-8

價格:$49.99

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780321321930

叢書系列:

圖書標籤:

• Java
• 腳本
• 編程
• 自動化
• 開發
• 工具
• 實用
• 教程
• 技術
• 代碼

深入理解 C++ 現代編程範式：麵嚮對象、泛型與並發 本書簡介 本書《深入理解 C++ 現代編程範式：麵嚮對象、泛型與並發》旨在為具備一定 C++ 基礎的開發者提供一條清晰的路徑，邁入 C++11/14/17/20 標準帶來的現代編程範式核心。我們不再停留於 C++ 98/03 的基礎語法層麵，而是聚焦於如何利用 C++ 提供的強大工具集，編寫齣既高效、健壯，又易於維護和擴展的復雜軟件係統。本書將 C++ 視為一門多範式語言，深入剖析其在麵嚮對象設計、模闆元編程、泛型算法實現以及高並發編程中的最佳實踐和底層機製。 第一部分：C++ 核心抽象與資源管理（麵嚮對象與內存模型重塑） C++ 的強大源於其對係統資源的直接控製能力，而現代 C++ 則緻力於通過抽象層來安全地管理這些資源。本部分將徹底革新讀者對 C++ 麵嚮對象特性的理解，重點關注 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）的深度應用，以及智能指針如何徹底改變堆內存管理。 第一章：RAII 與現代資源生命周期管理 我們從 C++ 內存模型和對象生命周期開始。詳細闡述 `new` 和 `delete` 的底層行為，以及為什麼裸指針管理資源是現代 C++ 中的反模式。重點講解 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的內部結構、引用計數機製（及其潛在的性能開銷和綫程安全問題），以及 `std::weak_ptr` 如何解決循環引用。更進一步，本書將探討如何將非內存資源（如文件句柄、網絡連接、鎖）封裝到自定義的 RAII 類中，確保資源在任何情況下（包括異常拋齣時）都能得到恰當的清理。我們將通過多個實際案例，如自定義的資源池和範圍守衛（Scope Guards），來鞏固這一核心概念。 第二章：深度剖析多態與虛擬機製 麵嚮對象的核心在於多態。本書將超越簡單的虛函數調用，深入到 C++ 的多態實現細節。我們將解析虛函數錶（vtable）和虛函數指針（vptr）的內存布局，探究虛函數調用的性能成本。隨後，我們將對比“組閤優於繼承”的原則，並詳細介紹純虛函數、抽象基類以及接口設計。重點內容包括：使用 CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）實現靜態多態，並將其與運行時多態進行性能和靈活性對比；以及如何在麵嚮對象設計中恰當地使用 `final` 關鍵字來優化虛函數調用。 第三章：移動語義與性能飛躍 C++11 引入的移動語義是性能優化的關鍵。本章將係統地講解右值引用（rvalue references）、轉移語義（move semantics）的概念。深入分析編譯器如何自動生成或允許我們顯式定義移動構造函數和移動賦值運算符。我們將通過跟蹤大型數據結構（如 `std::vector` 或自定義容器）的復製與移動操作，直觀展示性能差異。此外，本書還將探討 `std::move` 和 `std::forward` 的區彆與精確使用場景，以及完美轉發（Perfect Forwarding）在通用編程中的作用。 第二部分：模闆元編程與泛型設計（類型安全與代碼復用） 模闆是 C++ 實現泛型編程的基石。本部分將引導讀者從使用標準庫模闆（如 STL 容器和算法）轉嚮設計自己的、類型安全、零開銷的通用組件。 第四章：模闆的深入應用與 SFINAE 機製 我們將從函數模闆和類模闆的實例化過程開始，逐步深入到模闆特化（Explicit Specialization）和部分特化（Partial Specialization）。核心難點在於理解 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）規則——這是現代 C++ 模闆元編程的驅動力。我們將展示如何利用 SFINAE 結閤 `std::enable_if` 來根據類型的特性（如是否具有特定成員函數）選擇性地啓用或禁用模闆重載。 第五章：類型特徵（Type Traits）與編譯期決策 類型特徵庫（``）是實現高級泛型編程的工具箱。本章將詳細介紹如何利用 `std::is_same`, `std::is_base_of`, `std::is_constructible` 等標準類型特徵。更進一步，我們將演示如何組閤這些特徵，結閤 `constexpr` 和 `static_assert`，在編譯期執行復雜的邏輯判斷和程序驗證，從而生成高度優化的、在運行時不會産生額外開銷的代碼。 第六章：編譯期計算與常量錶達式編程 現代 C++ 極大增強瞭在編譯期執行計算的能力。我們將探討 `constexpr` 函數和構造函數的使用規範。通過構建一個簡單的編譯期斐波那契數列計算器，展示如何利用遞歸和循環結構在編譯期替代運行時計算。本章還將介紹如何使用模闆來替代 C++98 時代的復雜元編程技術（如遞歸模闆），使編譯期邏輯更清晰、更容易調試。 第三部分：並發、並行與現代 C++ 並行庫 多核處理器的普及使得並發編程成為現代軟件開發的關鍵挑戰。本部分將係統介紹 C++ 標準庫如何提供安全、可移植的並發原語。 第七章：綫程管理與同步機製 我們將從 `std::thread` 的創建、管理和分離/連接操作入手。隨後，重點分析並發編程中的三大核心問題：競態條件（Race Conditions）、死鎖（Deadlocks）和活鎖（Livelocks）。我們將詳細講解 `std::mutex` 的使用，以及更高級的同步工具，如 `std::lock_guard`、`std::unique_lock`（及其條件變量 `std::condition_variable` 的配閤使用），並強調如何利用鎖的粒度控製來優化並發性能。 第八章：原子操作與內存模型 當鎖的開銷過大時，原子操作成為首選的輕量級同步手段。本章將深入 C++ 內存模型。解析 `std::atomic` 模闆類及其各種實例化（如 `std::atomic`, `std::atomic`）。我們將探究不同的內存排序（Sequences Constraints）：`memory_order_relaxed`, `memory_order_acquire`, `memory_order_release`, 和 `memory_order_seq_cst`，解釋它們如何影響編譯器和處理器的指令重排，並指導讀者在保證綫程安全的前提下，選擇最高效的排序級彆。 第九章：異步操作與未來模型 本部分最後聚焦於高層抽象的並發編程。我們將詳盡介紹 `std::future`, `std::promise`, 和 `std::async`。通過實際案例演示如何將耗時的計算任務從主綫程分離，並在後颱安全地獲取結果。最後，我們將展望 C++20 引入的協程（Coroutines）概念，介紹它們在簡化異步代碼結構（如 I/O 操作）方麵的巨大潛力，以及如何使用 `co_await`, `co_yield`, 和 `co_return` 來編寫順序化、非阻塞的代碼。 目標讀者 本書適閤具有兩年以上 C++ 經驗，希望精通現代 C++ 標準（C++11 及後續版本）的軟件工程師、係統架構師和庫開發者。閱讀本書需要紮實的 C/C++ 基礎知識，並對數據結構和算法有基本的瞭解。掌握本書內容後，讀者將有能力設計和實現高性能、類型安全且可擴展的復雜係統組件。

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這本書的結構設計極其精妙，它仿佛遵循著一條由淺入深的螺鏇上升路綫圖。起初，它用非常友好的方式迴顧瞭Java 8引入的Lambda錶達式和接口默認方法，確保讀者基礎穩固，但很快，筆鋒一轉，便切入到瞭Java模塊化係統（Jigsaw）的深水區。模塊化的配置、依賴管理以及跨模塊的訪問控製，這些曾經讓我頭疼不已的問題，在作者的層層剝繭下變得清晰可循。更讓我驚喜的是，本書並沒有忽略生態係統的重要性，它用相當的篇幅討論瞭如何將這些現代Java特性與Spring Boot或Quarkus等主流框架有效地結閤起來，這使得書中的知識具備瞭極高的實戰價值，避免瞭理論脫離實踐的窘境。我發現，它更像是一本“現代Java工程實踐手冊”，它教你的不僅是語法，更是如何在當前的技術棧中，利用最新、最高效的方式構建可靠的軟件。對於那些希望從舊版Java平滑過渡到最新規範的團隊而言，這本書的價值無可替代。

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這本關於Java編程的書籍，在深入探討語言的各個方麵時，展現齣瞭令人耳目一新的深度和廣度。作者並沒有停留在基礎語法的簡單羅列上，而是巧妙地將復雜的概念，比如內存管理和並發編程，融入到一係列引人入勝的實際案例中。讀完第一部分，我立刻感覺自己對JVM的工作原理有瞭更清晰的認識，那些過去模糊不清的術語，現在都變得具象化瞭。尤其值得稱贊的是，書中對設計模式的講解，不僅僅是列齣 UML 圖和代碼模闆，而是深入剖析瞭每種模式背後的哲學思想和適用場景，讓我明白瞭“為什麼”要這樣設計，而不僅僅是“如何”實現。這種由內而外的理解，對於提升代碼質量和可維護性起到瞭至關重要的作用。對於那些希望從“會寫Java代碼”邁嚮“精通Java設計”的開發者來說，這本書無疑是一份寶貴的地圖，它指引的不是捷徑，而是通往更高階編程藝術的康莊大道。書中的代碼示例清晰、簡潔，且緊密貼閤現代企業級應用的需求，而非過時的教科書式例子。

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我帶著極大的期待翻開瞭這本書，希望能找到一些能讓我眼前一亮的Java新用法，結果它完全超齣瞭我的預期，變成瞭一場對語言精髓的深度探索之旅。這本書的敘事風格非常個人化，仿佛是作者在與你麵對麵交流，分享他多年踩過的“坑”和領悟到的“真知”。它不像許多技術書籍那樣冷冰冰地陳述事實，而是充滿瞭作者真誠的洞察力。比如，在講解異常處理機製時，作者不僅區分瞭受檢異常和非受檢異常的錶麵區彆，更深入探討瞭在分布式係統中，如何設計健壯的錯誤恢復策略，這絕對是麵試和實際項目中最容易被忽視卻又最關鍵的一環。此外，本書在麵嚮對象編程範式的解讀上也極具啓發性，它挑戰瞭一些被奉為圭臬的“教條”，鼓勵讀者根據具體業務場景，靈活地權衡抽象的層次，而不是盲目地套用一切皆為對象的思維定式。總而言之，這是一本激發思考的著作，它讓你在閤上書本後，依然會情不自禁地迴味那些關於代碼優雅性的深刻見解。

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我對技術書籍的評價標準通常非常苛刻，尤其是在“可讀性”和“前瞻性”這兩個維度上。這本書在這兩方麵都錶現齣色。作者的文筆流暢自然，即便是涉及反射機製或動態代理這些相對晦澀的主題，也能通過巧妙的類比和恰當的幽默感將其變得易於消化。更重要的是，這本書展現齣瞭極強的對未來趨勢的把握。它不僅涵蓋瞭當前的主流技術，還對Java語言未來的發展方嚮進行瞭審慎的預測和探討，比如虛擬綫程（Project Loom）的引入及其對傳統並發模型的顛覆性影響。書中對這些前沿特性的介紹，既有理論深度，又提供瞭詳盡的遷移和測試指南，體現瞭作者深厚的行業積纍和前瞻視野。讀完它，我感覺自己不僅補足瞭過去的知識盲區，更像是獲得瞭通往未來技術棧的“入場券”。它不僅僅是一本工具書，更像是一次與一位行業領袖的深度對話，它激發瞭我對持續學習和技術探索的熱情，讓我對Java這門語言的生命力充滿瞭信心。

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老實說，市麵上關於Java的書籍多如牛毛，大多數都是對 API 文檔的重新包裝，讀起來索然無味。然而，這本作品的獨特之處在於其對性能優化的執著和細緻入微的分析。它並沒有浮於“使用流（Stream）API”這種錶層建議，而是紮實地探討瞭 JVM 垃圾迴收器（GC）的各種調優參數對應用延遲的影響，甚至詳細對比瞭 G1、ZGC 在不同負載模型下的錶現差異。我特彆欣賞其中關於 JIT 編譯器如何將字節碼優化成本地機器碼的章節，它用生動的比喻解釋瞭逃逸分析、內聯等復雜概念，讓人仿佛親眼目睹瞭代碼的“蛻變”過程。對於那些正在為高並發、低延遲係統而苦惱的工程師來說，這本書簡直就是一本救命稻草。它提供的不是一鍵解決問題的“魔法”，而是幫你構建起一套科學的性能分析和診斷框架，讓你能夠像經驗豐富的醫生一樣，準確地找齣程序中的“病竈”。閱讀過程中，我反復對照書中給齣的基準測試案例，重新審視瞭我自己項目中一些自認為“優化過”的代碼，結果發現瞭不少可以進一步打磨的地方。

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