Applied Data Structures with C++ pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Jones & Bartlett Pub

作者:Smith, Peter

出品人:

頁數:692

译者:

出版時間:2004-2

價格:$ 220.29

裝幀:Pap

isbn號碼:9780763725624

叢書系列:

圖書標籤:

• programming
• 數據結構
• C++
• 算法
• 編程
• 計算機科學
• 數據存儲
• 數據組織
• 麵嚮對象編程
• STL
• 代碼實現
• 性能優化

《麵嚮對象軟件設計與實現：使用C++構建健壯的係統》 導言 在當今快速迭代的軟件開發領域，構建不僅功能強大，而且易於維護、擴展和理解的係統至關重要。本書《麵嚮對象軟件設計與實現：使用C++構建健壯的係統》正是一本專注於傳授如何運用麵嚮對象編程（OOP）的核心原則和現代C++特性，來設計和實現復雜、高品質軟件的實戰指南。它不側重於底層數據結構的微觀優化，而是將焦點放在更高層次的係統架構、設計模式的有效應用，以及如何利用C++語言的強大能力來錶達清晰、可靠的設計意圖。 本書的讀者群體主要麵嚮有一定C++基礎，渴望從“能寫代碼”邁嚮“能設計好係統”的軟件工程師、架構師以及計算機科學專業的學生。我們假設讀者已經熟悉C++的基本語法、內存管理（指針、引用、RAII）和基礎的類與對象概念。本書的目標是填補理論與實踐之間的鴻溝，教會讀者如何像經驗豐富的軟件建築師一樣思考。 第一部分：C++現代範式與基礎重塑 在深入設計之前，我們需要確保對現代C++（C++11/14/17/20）的關鍵特性有紮實的理解，這些特性是實現高效、安全設計的基石。 第1章：擁抱現代C++：超越傳統C++的範式轉變 本章首先迴顧C++語言在近十年來的重大演進。我們將重點討論智能指針（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）如何徹底改變資源管理範式，實現零內存泄漏的健壯代碼。隨後，深入探討移動語義（Move Semantics），理解`lvalue`和`rvalue`引用、右值引用、`std::move`以及構造函數和賦值運算符的完美重載，這是提升性能、避免不必要深拷貝的關鍵技術。最後，我們將介紹Lambda錶達式及其在函數式編程風格在C++中的應用，為後續設計模式中的迴調和策略實現打下基礎。 第2章：類型係統與編譯期編程的威力 一個健壯的係統必須在編譯期捕獲盡可能多的錯誤。本章聚焦於C++強大的類型係統。我們將詳細解析`const`正確性在不同上下文中的應用，確保數據流的明確性。核心內容將圍繞模闆元編程（Template Metaprogramming, TMP）的現代應用，包括使用`std::enable_if`, SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）原理，以及C++20引入的Concepts，如何利用它們來約束模闆參數，使模闆代碼更加易讀且錯誤信息更加友好。這部分內容旨在將類型安全提升到新的高度。 第二部分：麵嚮對象設計的核心原則與實踐 麵嚮對象設計的質量，很大程度上取決於對“好設計”原則的深刻理解和恰當應用。本部分將深入探討設計的基礎，並將其轉化為可執行的C++代碼。 第3章：SOLID原則的深入剖析與C++實現 我們將逐一解析SOLID五大原則：單一職責（SRP）、開放/封閉（OCP）、裏氏替換（LSP）、接口隔離（ISP）和依賴倒置（DIP）。對於每個原則，我們不僅會討論其理論意義，更會提供反麵案例（“壞代碼”）和使用現代C++特性（如純虛函數、抽象基類、依賴注入）重構後的“好代碼”。重點強調如何使用多態性來滿足OCP和LSP，並通過依賴注入（DI）容器（或手動實現輕量級DI）來實踐DIP。 第4章：設計模式的實戰運用：結構與行為 本章是本書的實踐核心。我們不會羅列所有設計模式，而是挑選那些對構建大型係統至關重要的模式進行深度解析： 結構型模式： 深入講解橋接（Bridge）模式如何解耦接口與實現，使層次結構更靈活；適配器（Adapter）模式如何整閤遺留或第三方組件；以及裝飾器（Decorator）模式在不修改原有類的情況下動態增加職責的應用。 創建型模式： 重點分析工廠方法（Factory Method）和抽象工廠（Abstract Factory）在創建對象族時的職責劃分。同時，探討單例（Singleton）模式的現代陷阱與替代方案（如Meyers Singleton和使用模塊化保證唯一性）。 行為型模式： 詳細闡述策略（Strategy）模式如何利用Lambda或函數對象實現算法的互換；觀察者（Observer）模式在事件驅動係統中的實現；以及命令（Command）模式如何封裝請求以支持撤銷/重做功能。 第三部分：係統級設計與模塊化 一個健壯的係統不僅依賴於好的類設計，更依賴於清晰的模塊邊界和有效的溝通機製。 第5章：解耦與高內聚：組件化設計 本章關注如何將大型係統分解為易於管理的組件。討論高內聚、低耦閤的實際衡量標準。重點介紹如何使用C++模塊（C++20 Modules）替代傳統的頭文件依賴，實現更快的編譯時間和更清晰的依賴關係。我們將探討接口設計——如何設計具有清晰邊界和最小化暴露麵的公共API，以及如何使用Pimpl（Pointer to Implementation）慣用法來前置聲明隱藏私有實現細節，進一步降低編譯依賴性。 第6章：異常安全與資源管理哲學 軟件的健壯性在麵對錯誤時暴露無遺。本章係統闡述異常安全保證（Exception Safety Guarantees）：基本（Basic）、強大（Strong）和無拋齣（Nothrow）。我們將復習RAII的威力，並探討如何在復雜操作中確保資源（內存、文件句柄、鎖）在異常發生時得到正確釋放。介紹如何利用`std::lock_guard`和`std::scoped_lock`等工具，確保並發操作的正確性。 第7章：並發模型與現代同步原語 在多核時代，正確處理並發至關重要。本書不深入操作係統級彆的綫程調度，而是聚焦於C++標準庫提供的工具。講解`std::thread`的基本使用，並深入剖析互斥鎖（`std::mutex`）、條件變量（`std::condition_variable`）和未來（`std::future`/`std::promise`）。特彆強調原子操作（`std::atomic`）在實現無鎖或低鎖數據結構中的關鍵作用，以及如何利用它們避免死鎖和競態條件。 結論：持續改進的架構思維 本書最後總結瞭從設計到實現的整個流程，強調軟件設計是一個持續迭代的過程。成功的係統需要不斷根據反饋重構、優化其設計結構。讀者將帶著一套完整的工具箱——現代C++特性、SOLID原則、核心設計模式和模塊化策略——來應對現實世界中最具挑戰性的軟件工程問題，構建齣經得起時間考驗、易於演進的健壯係統。

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閱讀《**並行計算環境下的數據訪問優化策略**》這本書，讓我對現代多核處理器上的數據存取有瞭脫胎換骨的認識。這本書的關注點明顯超越瞭傳統單綫程算法的範疇，深入到瞭緩存一緻性、內存屏障和僞共享等底層硬件交互層麵。它詳細分析瞭為什麼在多綫程環境中，即便是最優的時間復雜度算法，也可能因為錯誤的內存訪問模式而性能急劇下降。書中對“局部性原理”的闡述非常到位，它不僅區分瞭時間局部性和空間局部性，還結閤現代CPU緩存行的大小，給齣瞭實際的代碼優化案例，比如如何通過數據對齊來避免緩存行抖動。對於像我一樣，經常需要處理大規模數據集和高性能計算（HPC）任務的工程師來說，這本書提供的洞察是無價的。它沒有過多糾纏於基礎的鏈錶或樹的重新實現，而是聚焦於如何讓這些結構在並行執行時能夠高效協作。作者在解釋原子操作和鎖粒度選擇時非常謹慎，強調瞭權衡同步開銷與並發收益的重要性。總而言之，這本書是連接經典算法理論與前沿並行架構之間的一座關鍵橋梁，對於追求極緻係統性能的讀者來說，是不可多得的寶藏。

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這本《**計算結構與算法解析**》簡直是為我這種剛剛踏入計算機科學領域的新手量身定做的！書中的第一部分，對基礎數據結構的介紹簡直是清晰到讓人拍案叫絕。作者沒有直接拋齣復雜的代碼實現，而是用瞭大量的圖示和生活中的類比，比如將鏈錶比作一串相互連接的鑰匙扣，將樹結構比作公司的組織架構圖。我記得最清楚的是關於哈希錶的那一章，以前我總覺得模運算和衝突解決很抽象，但這本書裏，它通過一個“圖書館圖書分類係統”的實例，把裝載因子、開放尋址法和鏈式地址法講得透徹明瞭，我甚至能想象齣數據在內存中跳躍的樣子。更重要的是，它非常注重理論與實踐的結閤，每一章後都有一些精心設計的編程練習，這些練習往往不是簡單的重復實現，而是要求你思考在特定場景下，哪種結構是最優解，比如在處理實時股票報價時，優先隊列（堆）的效率就體現得淋灕盡緻。這本書的行文風格非常親切、鼓勵探索，絕不是那種冷冰冰的教科書，它真正做到瞭引導讀者去“理解”結構，而不是死記硬背。對於想要打下堅實基礎的初學者來說，這本絕對是首選的入門讀物，它讓晦澀的算法世界變得觸手可及。

评分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個月的時間啃完瞭《**高效算法與復雜性分析導論**》，說實話，這本書的深度和廣度遠超齣瞭我的預期，尤其是它對算法效率評估的深入剖析，簡直是教科級彆的典範。書中對時間復雜度和空間復雜度的討論，不再是停留在那個“大O錶示法”的皮毛上，而是深入到瞭常數因子和漸進行為的細微差彆。例如，在講解快速排序的平均情況和最壞情況時，作者不僅給齣瞭嚴格的數學推導，還引入瞭概率論的視角來解釋為什麼在隨機數據下它錶現優異，同時還詳細對比瞭三種不同的樞軸選擇策略對性能的實際影響。我特彆欣賞它在高級數據結構部分的處理方式，比如 B 樹和紅黑樹，它沒有僅僅停留在結構定義上，而是將這些結構放在數據庫索引和內存管理等實際應用場景中進行剖析，讓你清晰地看到為何需要這些復雜的自平衡機製。這本書的難度梯度設計非常閤理，從基礎的排序算法，穩步推進到圖論中的最短路徑算法（Dijkstra、Bellman-Ford），再到動態規劃的精妙應用，每一個知識點都像是被精心打磨過的寶石，邏輯嚴密，毫無冗餘。如果你想從“會用”算法到“精通”算法的分析和優化，這本書提供瞭無可替代的理論基石。

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我不得不說，《**麵嚮對象設計中的數據結構映射**》這本書的視角非常新穎，它巧妙地將麵嚮對象編程（OOP）的原則與數據結構的選擇緊密地結閤起來。它沒有把數據結構視為孤立的實體，而是將其視為對象模型的內在支撐。書中對於接口（Interface）和抽象類在不同結構實現中的作用進行瞭詳盡的探討，這一點對於使用現代設計模式的開發者來說尤其寶貴。比如，書中對比瞭使用繼承和使用組閤來實現多態數據結構的不同優劣，這在處理異構數據集閤時非常具有指導意義。作者花費瞭大量篇幅討論如何在C++的類體係中有效地封裝底層數據結構（如使用私有成員管理內部的內存布局），以確保外部調用者隻能通過受控的公共方法來操作數據，從而保證瞭封裝性的完整。我特彆喜歡其中關於“容器適配器”的設計哲學部分，它解釋瞭為什麼標準的棧和隊列通常是建立在鏈錶或動態數組之上的，以及這種適配帶來的設計靈活性。這本書的語言風格偏嚮於工程實踐和架構思考，它教會我的不僅僅是如何實現一個算法，更是如何設計一套健壯、可擴展的數據結構驅動的軟件框架。

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作為一個有一定經驗的軟件工程師，我原本以為市麵上關於數據結構和算法的書籍都大同小異，直到我接觸瞭《**離散數學視角下的數據組織**》。這本書的獨特之處在於它極其強調數學基礎，特彆是集閤論和圖論在底層結構設計中的統治地位。它沒有花費大量篇幅去展示C++的標準庫實現，而是將重點放在瞭“為什麼”這些結構要這樣設計。例如，在講解樹結構時，它從圖的連通性和環的概念入手，逐步推導齣樹的性質，而不是直接給齣節點和指針的定義。書中關於布爾代數在邏輯門和布爾數組實現中的應用分析，簡直是匠心獨運，讓我對位運算的效率有瞭全新的認識。此外，它對算法的正確性證明部分非常嚴謹，采用瞭嚴格的歸納法和反證法，這對於需要開發高可靠性係統的工程師來說至關重要。這本書的閱讀體驗是沉靜而需要專注的，它不適閤碎片化閱讀，你需要準備好紙筆，去跟隨作者一步步建立起嚴密的數學模型。對於那些追求極緻性能、並希望從底層邏輯上理解軟件運行效率的資深開發者而言，這本書無疑是一座值得攀登的高峰，它拓寬瞭我們對“結構”的哲學理解。

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代碼有錯誤，想上手編譯的，選彆的書吧

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