C 语言程序设计上机实验与习题解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国铁道工业出版社

作者:冉崇善

出品人:

页数:153

译者:

出版时间:2007-2

价格:14.00元

装帧:平装

isbn号码:9787113075828

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 程序设计
• 上机实验
• 习题解析
• 教材
• 教学
• 编程入门
• 计算机基础
• 数据结构
• 算法

编程思维与实践：C 语言进阶之路 本书聚焦于培养扎实的编程思维和解决复杂问题的能力，面向已掌握 C 语言基础语法的学习者。它旨在深化对底层机制的理解，拓宽应用领域，并引导读者迈向更高效、更健壮的程序设计实践。 --- 第一部分：深入底层——内存、指针与数据结构（约 500 字） 本部分将带领读者穿透 C 语言的语法表象，直达程序运行的核心——内存管理。我们不满足于仅仅会声明变量和使用指针，而是深入探讨内存的物理布局、栈与堆的动态分配机制，以及内存对齐对性能的影响。 主题一：全面解析指针艺术与内存模型 多级指针的深度剖析： 不仅讲解 `int p` 的含义，更侧重于如何在复杂数据结构（如树和图）的遍历和操作中，灵活且安全地运用多级指针。 函数指针与回调机制的工程应用： 详细介绍如何使用函数指针实现策略模式、构建可扩展的事件处理框架，以及在动态链接库（DLL/SO）加载中的实际应用场景。 `malloc`/`free` 的内部机制与陷阱： 剖析标准库中的内存分配器（如 glibc 的 ptmalloc 或 musl 的实现原理的简化模型），讲解内存碎片化、内存泄漏的识别与预防，并提供一套健壮的内存池设计思路，以应对高频内存操作的性能挑战。 主题二：核心数据结构的构建与优化 本节将跳出简单数组和链表的范畴，着重于性能敏感型数据结构的设计与实现。 高性能动态数组（Vector）： 探讨数组扩容的“幂等增长”策略，分析其时间复杂度优势。读者将亲手实现一个能够自动检测并优化内存访问模式的动态数组。 复杂链表的高效操作： 重点研究循环链表、双向链表在特定场景（如 LRU 缓存的实现）中的优势，并深入分析跳跃表（Skip List）的随机化搜索原理，对比其在平衡查找速度与实现复杂度上的取舍。 哈希表的深度定制： 超越标准的开放寻址法或链地址法，我们将探讨如何设计一致性哈希算法，以优化分布式系统中的数据分布和迁移效率。 --- 第二部分：系统级编程与性能调优（约 550 字） 本部分将 C 语言的应用范畴扩展到操作系统和底层服务开发，关注如何编写出既能与系统紧密交互，又具备出色运行效率的程序。 主题三：I/O 模型的演进与网络编程基础 系统调用与标准库的差异： 详细对比 `read`/`write` 与 `fread`/`fwrite` 在缓冲策略上的根本区别，明确何时应使用底层系统调用以绕过不必要的开销。 同步与异步 I/O 核心概念： 深入讲解阻塞 I/O (Blocking I/O)、非阻塞 I/O (Non-blocking I/O) 的工作流程。重点解析I/O 多路复用技术（`select`, `poll`, `epoll`/`kqueue`）的内核实现原理，并指导读者构建一个基于事件驱动的单线程高性能服务器框架原型。 进程间通信（IPC）的全面回顾： 除了管道和消息队列，我们将详细实现共享内存机制，并结合信号量（Semaphores）或互斥锁来解决并发访问冲突，确保数据一致性。 主题四：编译、链接与程序调试的艺术 预处理、编译与汇编的流程再现： 引导读者理解 C 代码如何转化为汇编指令，重点分析宏展开、条件编译的强大功能，以及头文件包含的层次管理。 链接器的作用与符号解析： 剖析静态链接与动态链接的本质区别。深入探讨重定位表、符号表的结构，理解库函数的链接过程，以及如何诊断“未定义引用”的链接错误。 高级调试与性能分析工具： 重点介绍 `gdb` 的高级调试技巧，如条件断点、内存检查和线程调试。同时，引入 `Valgrind` 族工具（特别是 Memcheck 和 Callgrind）用于内存错误追踪和性能瓶颈分析，培养系统化的调试习惯。 --- 第三部分：模块化、抽象与工程实践（约 450 字） 本部分关注如何从“写代码”提升到“设计软件”的层面，强调代码的健壮性、可维护性和跨平台能力。 主题五：面向接口的模块化设计 信息隐藏与抽象： 详细讲解 C 语言中如何通过不透明指针（Opaque Pointers）和头文件/源文件分离的规范，实现真正的模块化封装，隔离实现细节。 健壮性设计原则： 引入断言（Assertions）在开发阶段的广泛应用，并设计一套完善的错误返回机制，包括如何使用 `errno` 和自定义错误码系统来清晰地报告运行时问题。 泛型编程的 C 语言实现： 通过 `void` 指针和类型转换，结合辅助宏，实现适用于不同数据类型的容器操作，模拟面向对象语言中的部分泛型特性，但强调其类型安全挑战。 主题六：跨平台兼容性与自动化构建 预处理器的深度应用： 学习如何利用 `ifdef`, `elif`, `if` 配合 `__linux__`, `_WIN32` 等标准宏，编写条件编译代码，确保核心逻辑在不同操作系统和编译器下的正确性。 构建系统的基础： 介绍 `Makefile` 的核心语法（目标、依赖、命令），并指导读者构建一个支持清理、编译和安装的自动化构建脚本，以管理包含多个源文件和库依赖的大型项目。 代码规范与可读性： 总结行业内认可的 C 代码风格指南，强调命名约定、注释密度以及结构体对齐的最佳实践，确保代码的长期可维护性。 --- 总结： 本书不是 C 语言的入门手册，而是 C 语言程序员进阶的“加速器”。它要求读者已经熟练掌握基本语法，目标是将 C 语言作为一门强大的系统级工具，深入理解软件在计算机体系结构上的运行细节，从而设计和实现高效率、高可靠性的软件系统。

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