Data Abstraction and Object-Oriented Programming in C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9780471923466

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数据抽象与面向对象程序设计：C++ 视角 本书深入探讨了现代软件开发中两个核心概念——数据抽象和面向对象程序设计（OOP）——在 C++ 语言环境下的实践应用。它旨在为读者构建坚实的理论基础，并提供清晰、可操作的指导，帮助他们写出更清晰、更具可维护性、更易于扩展的 C++ 代码。本书不仅仅是一本 C++ 语法手册，它更侧重于培养读者的设计思维和解决问题的能力，教会他们如何利用 C++ 的强大特性来构建复杂而优雅的软件系统。 第一部分：数据抽象的基石 在软件工程领域，有效地组织和管理数据是构建复杂系统的关键。数据抽象，作为一种核心的设计原则，允许我们隐藏实现细节，仅暴露必要的接口，从而简化复杂性，提高代码的可读性和可维护性。本书将从根本上剖析数据抽象的内涵。 封装：隐藏的艺术 我们首先会深入理解 C++ 中的封装机制，包括 `public`、`private` 和 `protected` 访问修饰符的作用。理解封装不仅仅是控制成员的可访问性，更是保护数据不被外部随意修改，保证数据的一致性和完整性。我们将通过大量实例展示如何设计良好的类，将相关的数据和操作捆绑在一起，并将其内部状态对外部世界隐藏。读者将学习如何通过公共接口（成员函数）来与对象进行交互，从而实现模块化和解耦。 抽象数据类型 (ADT)：概念的清晰界定 本书将详细阐述抽象数据类型 (ADT) 的概念。ADT 关注的是“什么”数据结构应该做什么，而不是“如何”去实现。我们将通过 C++ 的类来模拟和实现各种 ADT，例如栈（Stack）、队列（Queue）、链表（List）等。读者将学习如何为这些 ADT 定义清晰的接口，并在后续章节中学习不同的实现方式，从而体会到分离接口与实现所带来的好处。 接口设计：通往复用的桥梁 良好的接口设计是实现代码复用和系统可扩展性的关键。我们将探讨如何设计清晰、一致、易于理解的接口。这包括选择合适的函数命名、参数传递方式，以及如何利用 C++ 的特性（如常量成员函数）来约束接口的行为。本书将强调接口应优先考虑使用者的便利性，而不是暴露过多的内部实现细节。 数据组织与数据结构：从基本到高级 在掌握了数据抽象的基本原理后，我们将进一步探索 C++ 中常用的数据组织方式和数据结构。从内置类型到用户自定义类型，我们将分析不同数据结构（如数组、结构体、类）的特点和适用场景。我们会深入讲解 C++ 标准库中的容器，如 `std::vector`、`std::list`、`std::map` 等，并解释它们在底层是如何利用数据抽象和封装来实现高效存储和检索的。读者将学习如何根据具体需求选择最合适的数据结构，以及如何有效地利用它们来组织和管理程序中的数据。 第二部分：面向对象程序设计的精髓 面向对象程序设计 (OOP) 是一种强大的编程范式，它将现实世界中的对象映射到软件对象，使得软件的建模更加直观，开发过程更加高效。C++ 作为一种典型的面向对象语言，为实现 OOP 提供了丰富的特性。本书将逐一剖析 OOP 的核心概念。 类与对象：蓝图与实体 我们将从类（Class）的定义开始，理解类是创建对象的蓝图，它封装了数据（成员变量）和行为（成员函数）。读者将学习如何使用 C++ 的 `class` 关键字来声明类，并理解对象的创建（实例化）过程。本书将通过大量实际例子，指导读者如何将现实世界的实体抽象成 C++ 的类，例如“学生”、“图书”、“账户”等。 构造函数与析构函数：对象的生命周期管理 对象的创建和销毁是其生命周期中的重要环节。本书将详细介绍构造函数（Constructor）的作用，包括默认构造函数、带参数的构造函数，以及复制构造函数。读者将学会如何编写合适的构造函数来初始化对象的成员变量，确保对象处于有效状态。同时，我们也会深入讲解析构函数（Destructor）的原理和应用，特别是在资源管理（如动态内存的释放）方面，强调 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则的重要性。 继承：代码的复用与层级关系 继承是 OOP 中实现代码复用的核心机制。我们将深入讲解 C++ 的继承语法，包括基类（父类）和派生类（子类）的概念，以及三种继承方式（`public`, `protected`, `private`）的区别和适用场景。读者将学习如何通过继承来构建类之间的层级关系，从而避免重复编写相似的代码，并提高代码的可维护性。本书还将探讨多重继承的潜在问题及其避免方式。 多态：灵活性与动态绑定 多态（Polymorphism）是 OOP 最强大的特性之一，它允许我们使用一个通用的接口来处理不同类型的对象，从而实现代码的灵活性和动态性。我们将重点讲解 C++ 中的虚函数（Virtual Function）和纯虚函数（Pure Virtual Function），以及抽象类（Abstract Class）的概念。读者将理解静态绑定（编译时多态，例如函数重载、模板）和动态绑定（运行时多态，例如通过基类指针或引用调用派生类对象的虚函数）的区别，并学会如何利用多态来设计可扩展的系统。 运算符重载：增强表达力 运算符重载允许我们为自定义类型赋予标准的运算符行为，从而使代码更具表达力和可读性。我们将详细介绍 C++ 中哪些运算符可以被重载，以及如何通过成员函数或友元函数来实现运算符重载。读者将学习如何为类重载算术运算符、关系运算符、输入输出运算符等，从而更自然地操作自定义对象。 模板：泛型编程的基石 模板（Template）是 C++ 实现泛型编程的关键。本书将深入讲解函数模板和类模板的定义与使用。通过模板，我们可以编写独立于具体数据类型的代码，实现高度的复用。我们将展示如何利用模板来创建通用的数据结构（如泛型容器）和算法，从而极大地提高开发效率和代码的通用性。 第三部分：高级主题与实践应用 在掌握了数据抽象和 OOP 的核心概念后，本书将进一步深入探讨一些高级主题，并将理论与实践相结合，帮助读者构建更健壮、更高效的 C++ 程序。 内存管理：细节决定成败 虽然 C++ 提供了自动内存管理（如栈上对象的自动分配与释放），但理解手动内存管理（如使用 `new` 和 `delete`）依然至关重要。我们将详细讲解动态内存分配、指针的正确使用、内存泄露的危害以及如何避免。同时，我们也会介绍智能指针（如 `std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`）如何帮助开发者更安全、更方便地管理动态内存，实现 RAII 的自动化。 异常处理：优雅地应对错误 在复杂的软件系统中，错误和异常是不可避免的。本书将深入讲解 C++ 的异常处理机制，包括 `try`、`catch` 和 `throw` 关键字。读者将学习如何识别潜在的错误点，如何抛出异常来报告错误，以及如何使用 `catch` 块来优雅地处理异常，从而编写更具鲁棒性的代码。 设计模式：解决反复出现的问题 设计模式是面向对象软件设计中反复出现、经过验证的解决方案。本书将介绍一些经典的设计模式，例如单例模式（Singleton）、工厂模式（Factory）、观察者模式（Observer）、策略模式（Strategy）等。我们将通过 C++ 的实际代码示例，解释这些模式的意图、结构和应用场景，帮助读者理解如何利用这些模式来解决常见的软件设计问题，提高代码的可重用性、可读性和可维护性。 SOLID 原则：构建可维护的面向对象设计 SOLID 是面向对象设计中的五个基本原则，它们共同指导开发者构建易于理解、灵活且可维护的软件系统。本书将详细解释每一个原则：单一职责原则（Single Responsibility Principle）、开放封闭原则（Open/Closed Principle）、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）和依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）。我们将通过 C++ 代码示例，展示如何将这些原则应用到实际设计中。 面向对象设计与 C++ 的结合：最佳实践 在本书的最后，我们将把前面所学的知识融会贯通，探讨如何在 C++ 项目中有效地应用数据抽象和面向对象程序设计。我们将讨论模块化设计、接口定义、类之间的协作方式，以及如何利用 C++ 的特性来构建清晰、高效、可扩展的软件架构。本书将引导读者思考如何将理论知识转化为实际的编码实践，写出符合行业标准和最佳实践的 C++ 代码。 本书的目标是让读者不仅理解 C++ 的语法和特性，更能掌握设计优雅、健壮、可维护的 C++ 程序的方法论。通过对数据抽象和面向对象程序设计的深入学习，读者将能够 confidently 地应对日益复杂的软件开发挑战，并成为一名更加优秀的 C++ 程序员。

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阅读体验上，这本书给我带来的愉悦感是难以言喻的。它的行文风格充满了自信和清晰度，完全没有那种为了凑字数而进行的冗余描述。每一句话似乎都承载着明确的信息负载，这对于需要高效学习的专业人士来说是极大的福音。排版和图示的运用也极其考究，那些用于说明继承关系和对象生命周期的图表，即便不看文字，也能让人对复杂结构有一个直观的把握。我个人尤其欣赏它在处理C++新特性（如智能指针）时所采取的策略——它们被自然地融入到面向对象的设计讨论中，而不是被当作孤立的语法点来讲解。这使得智能指针的学习不再是关于内存泄漏的恐惧，而是成为了实现清晰对象所有权模型的重要工具。这本书成功地做到了“深入浅出”，它没有回避C++语言的复杂性，但却提供了一套行之有效的“过滤镜”，帮助读者穿透这些复杂性，直达面向对象设计的本质。对于需要快速将理论转化为实际编码能力的工程师而言，这本著作无疑是案头必备的参考书。

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这本书在提升我对C++“思维模式”的重塑方面，起到了决定性的作用。它不仅仅是一本关于“如何使用C++语法”的书，更是一本关于“如何用C++思维去构建软件”的哲学指南。作者对于“对象身份”与“对象值”的区分，看似细微，却对后续的拷贝构造函数和赋值运算符的正确实现有着根本性的影响。我过去在处理复杂数据结构时经常遇到的引用陷阱和深拷贝问题，在阅读了关于对象生命周期和复制语义的章节后，迎刃而解。书中对如何利用C++的模板机制来实现更加通用的、但又不失类型安全性的抽象设计，也提供了非常务实且具有前瞻性的指导。它鼓励读者跳出单一类的视角，从整个系统的交互层面去思考问题，这对于团队协作和大型项目维护至关重要。总而言之，这本书不是那种读完一遍就能束之高阁的教材，它更像是一个需要时不时翻阅、并在代码实践中不断印证其设计智慧的“良师益友”。它真正地为我的C++编程生涯树立了一个新的质量标杆。

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我带着一种近乎挑剔的眼光来审视任何声称能讲清楚“抽象”的书籍，因为这往往是许多教材的阿喀琉斯之踵。然而，这本书在这方面展现了令人印象深刻的功力。它没有采用那种高高在上的学术腔调，反而像是经验丰富的前辈在耳边低语，引导你理解数据抽象的真正含义——即隐藏不必要的复杂性，只暴露必要的功能。书中对类设计原则的讨论，尤其是对封装性的实用性解析，远超出了教科书式的定义罗列。它深入探讨了如何在实际工程中平衡“过度设计”和“设计不足”的微妙界限。我尤其喜欢它关于“契约式编程”的实践探讨，这对于提升代码的可靠性有着立竿见影的效果。每次当我准备定义一个新的数据结构或服务时，都会不由自主地回想起书中关于如何确定职责边界的章节。它教会我如何用C++的语法工具去强制执行设计决策，而不是仅仅依赖于开发者的自觉性。这种将设计理念与具体语言特性无缝对接的能力，是这本书最令人赞叹的成就。读完后，我开始用一种全新的、更具前瞻性的眼光去看待每一个`private`和`public`关键字的摆放位置。

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这本书简直是为那些在C++的广阔天地中迷失方向的程序员准备的指南针。当我翻开它时，最先被吸引的是它对核心概念的阐述方式——那种直击本质，毫不拖泥带水的犀利。它没有过多纠缠于历史沿革或是晦涩难懂的理论推导，而是直接聚焦于如何利用C++的特性去构建健壮、可维护的系统。特别是关于多态性的讲解，作者似乎有一种魔力，能将那些原本抽象得令人望而生畏的继承和虚函数机制，用清晰的、如同在白板上绘制流程图般的逻辑展现在读者面前。我特别欣赏书中对“接口”和“实现”分离的强调，这不仅仅是代码层面的优化，更是一种设计思想的熏陶。读完相关章节后，我立刻尝试重构了我手头一个庞杂的旧项目，那种豁然开朗的感觉，仿佛一下子从一个只会用砖头砌房子的工匠，升级成了一个懂得结构力学的建筑师。书中提供的那些精巧的、短小但功能强大的代码示例，简直是宝藏，每一个都蕴含着深刻的面向对象哲理。它不只是告诉你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么应该这么做”。对于那些希望从“能用C++写代码”跨越到“能写出优雅的C++代码”的开发者来说，这本书的价值无可估量。

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老实说，我对市面上堆砌大量模板元编程技巧的C++书籍往往敬而远之，总觉得那些内容过于偏向编译器内部的魔法，与日常应用开发相去甚远。这本书巧妙地避开了这种陷阱，它将面向对象的核心——对象之间的交互——置于了讨论的中心位置。它对于“组合优于继承”的论述，不是简单地抛出一个口号，而是通过一系列精心设计的场景分析，展示了在面对需求变更时，不同设计模式如何影响代码的弹性。其中关于如何利用C++的特性实现装饰者模式和策略模式的对比分析，简直是教科书级别的示范。我发现自己不再是机械地套用设计模式，而是真正理解了每种模式背后的权衡和适用场景。更重要的是，作者对异常处理和资源管理（RAII）的讲解，将其提升到了与类设计同等重要的地位，强调了这些机制如何共同构成了健壮的面向对象系统。这本书的节奏把握得非常好，它让你在掌握了基础语法之后，立刻被引导进入高级思维模式，确保你不会在“能跑起来”和“跑得好”之间产生误判。

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