C++代碼整潔之道：C++17可持續軟件開發模式實踐 pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:

作者:[德] 斯提芬·羅特

出品人:

頁數:287

译者:連少華

出版時間:2019-4-2

價格:89

裝幀:平裝

isbn號碼:9787111621904

叢書系列:華章程序員書庫

圖書標籤:

C++
代碼整潔
C++17
軟件開發
編程模式
可維護性
代碼質量
最佳實踐
設計模式
高效編程
實戰指南

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具體描述

使用現代C 編寫可維護、可擴展和持久的軟件。對於每一個對好的C 代碼感興趣的開發人員、軟件架構師或團隊領導來說，這本書都是必須的，因此也想節省開發成本。如果你想自學編寫整潔C 代碼，本書正是你所需要的。編寫它是為瞭幫助所有級彆的C 開發人員，並通過示例展示如何編寫可理解的、靈活的、可維護的和高效的C 代碼。即使是經驗豐富的C 開發人員，在本書中也會發現一些有用的信息和數據。

軟件架構的未來之鑰：麵嚮現代硬件的並行編程範式與高性能計算 ——一部深入探討並行化策略、並發模型與低延遲優化的專業著作本書並非一本關於代碼風格、可讀性或標準遵循的指南，而是緻力於揭示在當前多核、異構計算硬件架構下，如何設計和實現真正意義上的高性能、可擴展的軟件係統。我們將目光聚焦於如何駕馭現代CPU、GPU及新型加速器的數據並行能力，以及構建健壯、無死鎖的並發控製機製。第一部分：硬件異構性與計算模型革新第一章：後摩爾時代下的計算挑戰傳統的串行思維已無法適應現代處理器的主頻停滯與核心數激增的現實。本章深入分析瞭“內存牆”和“功耗牆”如何重塑軟件設計的優先級。我們將探討緩存層次結構（L1, L2, L3, 共享內存）對算法性能的決定性影響，並介紹延遲與吞吐量之間的權衡藝術。核心內容包括：數據局部性與空間時間復用策略：如何通過重新組織數據訪問模式，最大限度地利用片上緩存，降低有效訪問時間。 SIMD/嚮量化指令集解析：深入剖析AVX-512、NEON等指令集的底層工作原理，以及如何通過編譯器優化或手動展開，實現單指令多數據並行。異構計算的崛起：區彆於傳統的多綫程，本章界定瞭CPU、GPU、FPGA在計算模型、內存模型和數據傳輸瓶頸上的根本差異。第二章：並行化粒度與任務分解的藝術有效的並行化始於對問題本身的深刻理解。本章著重探討如何科學地將一個大問題分解為相互協作的子任務。數據並行 vs. 任務並行：辨析兩種基本並行範式的適用場景。數據並行（如矩陣運算）的適用性邊界，以及任務並行（如工作流編排）中依賴關係的建模。同步原語的成本分析：詳細對比互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）、讀寫鎖（RWLock）在不同負載下的開銷模型。引齣無鎖（Lock-Free）數據結構的必要性。工作竊取（Work-Stealing）框架研究：探究如何構建動態負載均衡機製，確保所有核心都能保持高利用率，尤其是在任務粒度不均時。第二部分：並發編程的高級範式與安全性第三章：內存模型與可見性保證在多綫程環境中，程序的正確性嚴重依賴於對內存可見性的精確控製。本章超越瞭基本的C++內存屏障概念。 C++原子操作的底層實現與約束：剖析`std::atomic`如何映射到CPU的Load-Link/Store-Conditional（LL/SC）或緩存一緻性協議（如MESI）。數據競爭的隱性風險：探討跨綫程共享變量時，編譯器重排序、CPU亂序執行如何導緻難以調試的競態條件，即使代碼中看似沒有使用鎖。順序一緻性 vs. 弱一緻性模型：深入理解不同內存模型下，程序員需要提供的額外同步保證，以及如何利用它們在保證正確性的前提下提升性能。第四章：麵嚮大規模並發的無鎖與事務性內存本章是實現極緻性能的關鍵部分，專注於避免鎖帶來的綫程阻塞和優先級反轉問題。無鎖數據結構設計原理：重點講解基於CAS（Compare-and-Swap）操作的鏈錶、棧和隊列的實現細節，包括ABA問題的規避策略。細粒度同步技術：引入RCU（Read-Copy-Update）模式在讀多寫少的場景中的應用，以及版本控製機製在並發訪問中的作用。事務性內存（Transactional Memory, TM）的潛力與現狀：探討軟件和硬件TM如何簡化復雜並發邏輯，提供原子性操作塊，並分析其在實際平颱上的性能錶現和成熟度。第三部分：異構加速與係統級優化第五章：GPU計算模型的適配與優化將計算密集型任務遷移到GPU是現代高性能計算的必然趨勢。本章關注如何用C++生態下的工具鏈進行有效編程。 CUDA/OpenCL編程模型解構：深入理解Grid、Block、Thread的組織結構，以及它們如何映射到SM（Streaming Multiprocessor）的執行單元。共享內存（Shared Memory）的有效利用：講解Bank Conflict（銀行衝突）的成因，以及如何通過數據平移或著色（Tiling）策略優化對共享內存的訪問。 CPU-GPU數據傳輸瓶頸管理：探討零拷貝（Zero-Copy）技術、異步數據流（Streams）的使用，以及如何最大化計算時間掩蓋數據傳輸延遲。第六章：並行算法的數值穩定性與誤差分析並行化不僅是速度問題，更是精度問題。本章關注數值算法在多處理器環境下的特殊挑戰。並行規約（Reduction）的誤差纍積：分析求和、求積等規約操作在不同並行順序下可能産生的浮點誤差差異，並提齣保證近似一緻性的策略。迭代算法的收斂性：探討在非確定性並行執行下，如何調整迭代步長或檢查機製，確保算法最終收斂到可接受的誤差範圍內。第四章：性能度量、分析與係統級調優第七章：從代碼到硬件性能的映射性能分析的有效性取決於對底層硬件性能計數器（Performance Counters）的理解。微架構性能分析工具鏈：介紹如`perf`、VTune等工具，如何解讀IPC（Instructions Per Cycle）、分支預測失效率、TLB未命中率等關鍵指標。延遲與抖動（Jitter）的量化：區分平均性能和最壞情況性能，特彆是在實時或低延遲係統中，如何追蹤並消除導緻係統抖動的根源。內存訪問模式的可視化分析：如何通過內存訪問圖譜，定位緩存失效的熱點區域，指導數據結構和內存分配的重排。第八章：高效的內存分配與資源管理標準庫的默認內存分配器（如`malloc`/`new`）通常是為通用性而非特定並發工作負載設計的。並發友好的內存池設計：探討如何為每個綫程創建獨立的內存分配區域（Thread-Local Storage, TLS），以減少全局鎖競爭。 NUMA架構下的內存感知：深入分析多路CPU係統中，進程應如何分配內存到本地節點（Node Local Memory），避免昂貴的外地內存訪問。資源生命周期管理：在復雜的異步調用棧中，如何安全地管理資源（如智能指針的引用計數）的並發銷毀，避免競爭刪除。本書為係統程序員、高級算法工程師和追求極緻性能的軟件架構師提供瞭一套係統性的、麵嚮未來硬件的思維框架和實踐方法論。它要求讀者具備紮實的底層知識，並願意從硬件的角度重新審視軟件設計的每一個決策。

作者簡介

斯蒂芬·羅斯（Stephan Roth）是德國漢堡一傢谘詢公司的係統和軟件工程導師、顧問和培訓師。在此之前，他在無綫電偵察和通信情報係統領域做瞭多年的軟件開發工程師、軟件架構師和係統工程師。Stephan還是一位的演說傢及作傢，目前已齣版多本專業書籍。此外，他還是一個堅定的軟件工藝運動支持者，關注於簡潔代碼開發的規範製定及實踐。

目錄資訊

譯者序
關於作者
關於技術審校
緻謝
第1章　簡介1
1.1　軟件熵2
1.2　整潔的代碼4
1.3　為什麼使用C 4
1.4　C 11—新時代的開始5
1.5　適閤本書的讀者5
1.6　本書使用的約定6
1.6.1　擴展閱讀6
1.6.2　說明、提示和警告6
1.6.3　示例代碼7
1.6.4　編碼風格7
1.7　相關網站和代碼庫7
1.8　UML圖8
第2章　構建安全體係9
2.1　測試的必要性9
2.2　測試入門11
2.3　單元測試13
2.4　關於QA15
2.5　良好的單元測試原則16
2.5.1　單元測試的代碼的質量16
2.5.2　單元測試的命名16
2.5.3　單元測試的獨立性17
2.5.4　一個測試一個斷言18
2.5.5　單元測試環境的獨立初始化19
2.5.6　不對getters和setters做單元測試19
2.5.7　不對第三方代碼做單元測試20
2.5.8　不對外部係統做單元測試20
2.5.9　如何處理數據庫的訪問20
2.5.10　不要混淆測試代碼和産品代碼21
2.5.11　測試必須快速執行23
2.5.12　測試替身24
第3章　原則27
3.1　什麼是原則27
3.2　保持簡單和直接原則（KISS）28
3.3　不需要原則（YAGNI）29
3.4　避免復製原則（DRY）29
3.5　信息隱藏原則30
3.6　高內聚原則33
3.7　鬆耦閤原則35
3.8　小心優化原則38
3.9　最少驚訝原則（PLA）39
3.10　童子軍原則39
第4章　C 代碼整潔的基本規範41
4.1　良好的命名42
4.1.1　名稱應該自解釋43
4.1.2　使用域中的名稱45
4.1.3　選擇適當抽象層次的名稱45
4.1.4　避免冗餘的名稱46
4.1.5　避免晦澀難懂的縮寫47
4.1.6　避免匈牙利命名和命名前綴47
4.1.7　避免相同的名稱用於不同的目的48
4.2　注釋49
4.2.1　讓寫代碼像講故事一樣49
4.2.2　不要為易懂的代碼寫注釋50
4.2.3　不要通過注釋禁用代碼50
4.2.4　不要寫塊注釋51
4.2.5　特殊情況的注釋是有用的53
4.3　函數56
4.3.1　隻做一件事情59
4.3.2　讓函數盡可能小59
4.3.3　函數命名61
4.3.4　使用容易理解的名稱61
4.3.5　函數的參數和返迴值62
4.4　C 工程中的C風格代碼72
4.4.1　使用C 的string和stream替代C風格的char*73
4.4.2　避免使用printf()、sprintf()和gets()等74
4.4.3　使用標準庫的容器而不是C風格的數組77
4.4.4　用C 類型轉換代替C風格的強製轉換80
4.4.5　避免使用宏81
第5章　現代C 的高級概念83
5.1　資源管理84
5.1.1　資源申請即初始化85
5.1.2　智能指針86
5.1.3　避免顯式的new和delete92
5.1.4　管理特有資源92
5.2　Move語義94
5.2.1　什麼是Move語義94
5.2.2　左值和右值的關係95
5.2.3　右值引用96
5.2.4　不要濫用Move97
5.2.5　零原則98
5.3　編譯器是你的搭檔102
5.3.1　自動類型推導102
5.3.2　編譯時計算105
5.3.3　模闆變量107
5.4　不允許未定義的行為108
5.5　Type-Rich編程110
5.6　瞭解你使用的庫116
5.6.1　熟練使用116
5.6.2　熟練使用Boost121
5.6.3　應該瞭解的一些庫121
5.7　恰當的異常和錯誤處理機製122
5.7.1　防患於未然123
5.7.2　異常即異常—字麵上的意思126
5.7.3　如果不能恢復則盡快退齣128
5.7.4　用戶自定義異常128
5.7.5　值類型拋齣，常量引用類型捕獲130
5.7.6　注意catch的正確順序130
第6章　麵嚮對象131
6.1　麵嚮對象思想132
6.2　抽象—解決復雜問題的關鍵因素133
6.3　類的設計原則134
6.3.1　讓類盡可能小134
6.3.2　單一職責原則（SRP）135
6.3.3　開閉原則（OCP）135
6.3.4　裏氏替換原則(LSP)136
6.3.5　接口隔離原則（ISP）146
6.3.6　無環依賴原則148
6.3.7　依賴倒置原則（DIP）151
6.3.8　不要和陌生人說話（迪米特法則）156
6.3.9　避免“貧血類”160
6.3.10　隻說不問160
6.3.11　避免類的靜態成員162
第7章　函數式編程164
7.1　什麼是函數式編程165
7.1.1　什麼是函數166
7.2.2　pure函數和impure函數167
7.2　現代C 中的函數式編程168
7.2.1　C 模闆函數編程168
7.2.2　仿函數170
7.2.3　綁定和函數包裝176
7.2.4　Lambda錶達式178
7.2.5　通用Lambda錶達式（C 14）180
7.3　高階函數181
7.4　整潔的函數式編程代碼186
第8章　測試驅動開發188
8.1　普通的舊單元測試的缺點189
8.2　測試驅動開發作為顛覆者190
8.2.1　TDD的流程190
8.2.2　TDD的一個小例子：Code Kata193
8.3　TDD的優勢210
8.4　什麼時候不應該使用TDD212
第9章　設計模式和習慣用法213
9.1　設計原則與設計模式214
9.2　常見的設計模式及應用場景214
9.2.1　依賴注入模式215
9.2.2　Adapter模式226
9.2.3　Strategy模式227
9.2.4　Command模式231
9.2.5　Command處理器模式235
9.2.6　Composite模式238
9.2.7　Observer模式241
9.2.8　Factory模式245
9.2.9　Facade模式248
9.2.10　Money Class模式249
9.2.11　特例模式252
9.3　什麼是習慣用法255
附錄A　UML簡要指南266
參考文獻275
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

1、Good Names Source code files, namespaces, classes, templates, functions, arguments, variables, and constants should have meaningful and expressive names. Names Should Be Self-Explanatory：以下是一些bad names和good names Use Names from the Domain：DDD(Dom...

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書最打動我的地方，在於它對“自動化測試”與“代碼質量”之間關係的深刻解讀。它清晰地指齣，隻有當我們編寫的代碼結構足夠清晰、依賴關係足夠明確時，纔有可能實現真正有效、覆蓋麵廣的單元測試。書中介紹的那套基於Mocking框架和Test-Driven Development（TDD）的C++實踐，非常貼閤實際工業界的痛點。例如，如何優雅地隔離那些難以實例化的底層硬件交互代碼，作者提供的方法既避免瞭過度設計，又確保瞭測試的可行性。這種實用的、麵嚮工程效率的視角，讓我意識到整潔代碼並非僅僅是代碼審查時被挑剔的點，而是提高整個開發團隊交付速度和穩定性的核心驅動力。這本書無疑是為那些渴望從“能用”跨越到“卓越”的C++工程師準備的寶典。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀門檻不低，它假設讀者已經對C++有相當的積纍，但正是這種挑戰性，纔使得最終的收獲顯得格外珍貴。它沒有迴避C++那些晦澀難懂的部分，比如右值引用和移動語義的深層機製，反而將其作為構建高效抽象的基石。我尤其喜歡它對RAII模型在資源管理之外的更廣泛應用——比如狀態管理和生命周期控製——的探討。書中關於異常安全保證的講解，不再是簡單的“什麼是強異常安全”，而是提供瞭具體的、基於C++標準庫特性的實現路徑。這使得我在設計關鍵業務流程時，能更有底氣地承諾各種級彆的安全保障，而不是憑感覺寫代碼。這種將理論與實戰完美結閤的敘述風格，讓人感覺不是在讀一本技術書，而是在跟一位經驗豐富的大師進行一對一的密談。

评分☆☆☆☆☆

這本橫空齣世的編程指南，對於我這種常年在C++的泥潭裏掙紮的開發者來說，簡直就是久旱逢甘霖。我尤其欣賞作者在講解設計模式時，那種深入骨髓的洞察力。不同於市麵上那些堆砌概念的教材，這裏的案例都是鮮活的、直擊痛點的。比如，在處理復雜並發場景時，書裏對原子操作和內存模型的細緻剖析，讓我茅塞頓開。我過去總覺得C++的內存管理晦澀難懂，但讀完這部分後，那種“原來如此”的感覺油然而生。它不是簡單地告訴你“該怎麼做”，而是解釋瞭“為什麼非得這麼做”，這種追根溯源的講解方式，極大地提升瞭我對現代C++特性的理解深度。而且，作者對C++17新特性的運用，也遠超齣瞭簡單的語法介紹，而是將其融入到更宏大的軟件架構設計中，讓那些新特性真正發揮齣瞭它們應有的價值，構建齣更具韌性和可維護性的係統。

评分☆☆☆☆☆

對於那些在大型項目中摸爬滾打多年的工程師而言，這本書的價值在於它提供瞭一套可落地的、麵嚮“長期生存”的開發策略。書中反復強調的“適應變化”的能力，不再是空泛的口號。作者通過展示如何構建可插拔的插件係統，並利用現代C++的麵嚮概念（Concepts，雖然C++20纔正式加入，但書中對類似思想的探討非常深入）的思路來解耦組件，給瞭我極大的啓發。我以前依賴大量的虛函數和RTTI，導緻係統耦閤度極高，每次修改都需要小心翼翼。而現在，我正在嘗試用更偏嚮於“值語義”和“編譯期多態”的方式來重構，這本書中的範例無疑是最好的藍圖。它不僅教我如何寫齣高效的代碼，更重要的是，如何寫齣能“活得久”的代碼。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書，最大的感受是，它真的讓我對“整潔”這個詞有瞭全新的定義。這不再是代碼格式化的錶麵功夫，而是滲透到類結構、函數簽名、乃至整個模塊組織中的一種哲學。書中對於如何利用模闆元編程來消除運行時開銷的闡述，簡直是藝術品級彆的。我記得有一個關於實現一個高性能、類型安全的配置加載器的章節，作者巧妙地結閤瞭`constexpr`和編譯期計算，將原本需要大量運行時檢查的邏輯壓縮到瞭編譯階段，這不僅帶來瞭性能上的飛躍，更從根本上提升瞭代碼的健壯性。這種將“正確性”放在首位的編程理念，對我現有代碼庫的重構起到瞭巨大的指導作用。我開始學著用更挑剔的眼光審視每一個函數簽名，思考它們是否足夠清晰、足夠錶達意圖，而不是僅僅能跑起來瞭事。

评分☆☆☆☆☆

溫習到瞭《代碼整潔之道》和《EFFECTIVE C++》中的很多東西，也見識瞭一些沒有學習的新內容。大概不能說多嶄新和新潮，但確實能提高不少C++熟練度。

评分☆☆☆☆☆

寫的還行，就是內容太多瞭，從語言語法糖到編程範式，再到設計模式，還有TDD，所以每個點都不深入，所以隻能說一般般

评分☆☆☆☆☆

寫的太簡略，很多部分和 C++ 沒有直接關係

评分☆☆☆☆☆

寫的還行，就是內容太多瞭，從語言語法糖到編程範式，再到設計模式，還有TDD，所以每個點都不深入，所以隻能說一般般

评分☆☆☆☆☆

目前還有最後一章沒看完，強力推薦有兩三年C++ 經驗的朋友閱讀一下本書，你一定能從中獲得不少經驗。