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出版者:Microsoft Press

作者:John Sharp

出品人:

頁數:621

译者:

出版時間:2002-1-23

價格:USD 39.99

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780735612891

叢書系列:

圖書標籤:

• 編程
• 碩士
• C#
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• Microsoft
• 編程
• 開發
• 軟件開發
• 教程
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• 技術

現代軟件工程的基石：《深入理解C++與麵嚮對象設計》 本書並非關於C或微軟技術棧的著作，而是麵嚮嚴肅的軟件架構師、底層開發者以及渴望掌握現代係統級編程精髓的工程師們的一部深度指南。 《深入理解C++與麵嚮對象設計》旨在超越語言錶麵的語法，直擊C++這一高性能、跨平颱軟件開發的基石語言的內在機製、設計哲學及其在復雜係統構建中的核心作用。 我們深知，在構建操作係統內核、高性能計算框架、實時嵌入式係統或需要極緻性能控製的復雜服務端應用時，C++依然是無可替代的選擇。本書正是為滿足這一需求而創作，它將帶領讀者進行一場從語言基礎到設計模式、再到係統級優化的全麵修行。 第一部分：C++現代化的核心與精髓（從C++11到C++23） 本部分將徹底摒棄過時的C++慣用法，專注於現代C++（Modern C++）的特性及其帶來的編程範式轉變。 第1章：內存管理的重生——智能指針與RAII的終極應用 所有權語義的精確控製： 詳述`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`的內部實現原理、性能考量及適用場景。我們將深入探討循環引用問題及如何通過`std::weak_ptr`優雅地解決。 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）的係統化實踐： 不僅限於資源管理，更擴展到綫程鎖、文件句柄、網絡連接的自動清理機製。如何利用自定義的RAII類來保證復雜初始化過程中的強異常安全性。 動態內存分配的性能剖析： 對比`new/delete`、`malloc/free`以及定製內存分配器（如`tcmalloc`或自定義池化分配器）的適用性，理解碎片化和內存屏障對性能的影響。 第2章：範式遷移——從過程到泛型編程的飛躍 模闆元編程（TMP）的實戰應用： 摒棄初學者對TMP的恐懼，將其視為一種編譯期計算和類型檢查的強大工具。重點介紹`std::enable_if`、類型特化、以及如何使用C++20的Concepts來約束模闆參數，極大地提高模闆的可讀性和編譯錯誤反饋的質量。 Concepts（概念）：重塑模闆簽名： 詳細闡述C++20引入的Concepts如何從根本上改變模闆庫的設計與使用，使之更易於調試和理解，並實現更高效的SFINAE替代方案。 可變參數模闆（Variadic Templates）與參數包展開： 深入解析遞歸展開與Fold Expressions（摺疊錶達式）在構建日誌係統、元組處理和編譯期函數調用鏈中的威力。 第3章：並發與並行編程的基石——標準庫的綫程模型 互斥、同步與原子操作： 不僅僅是使用`std::mutex`，更深入探討其內部機製（如內核鎖與用戶態鎖的切換）、`std::lock_guard`、`std::scoped_lock`的選擇依據。詳述`std::atomic`如何通過硬件原語實現無鎖編程，以及內存序（Memory Ordering）對性能和正確性的決定性影響。 異步操作與Futures： 掌握`std::async`、`std::promise`和`std::future`的生命周期管理。我們將構建一個簡化的任務調度器，展示如何管理長時間運行的異步任務及其結果的同步。 協程（Coroutines）的革命性展望（C++20）： 詳盡解析協程的掛起（suspend）、恢復（resume）機製，`co_await`、`co_yield`的語義，以及如何利用協程構建高效的I/O框架和狀態機。 第二部分：麵嚮對象設計的深度剖析與實踐 本書認為，真正的麵嚮對象（OOP）設計遠超繼承和多態，它關乎如何通過語言特性實現清晰、可維護的軟件結構。 第4章：多態的代價與收益——虛函數錶與動態分派的真相 虛函數錶的內部結構： 揭示對象創建時虛函數錶（vtable）的構造過程，以及動態分派（Runtime Polymorphism）的開銷分析，幫助開發者權衡使用動態多態與靜態多態（如模闆）的時機。 純虛函數與抽象基類的設計哲學： 如何利用它們來定義清晰的接口契約，避免“DLL地獄”或運行時依賴的復雜性。 組閤優於繼承的深化理解： 探討“菲利普斯定律”在C++中的應用，使用接口繼承（Composition over Inheritance）而非實現繼承，以增強係統的靈活性和可測試性。 第5章：數據布局與性能優化——內存訪問的藝術 結構體對齊（Padding）與字節序（Endianness）： 理解編譯器如何根據CPU架構對結構體成員進行重新排序，以及這對跨平颱二進製數據交換的影響。 緩存行填充與僞共享（False Sharing）： 介紹CPU緩存的工作原理（L1/L2/L3），並展示如何通過結構體布局調整，避免多核處理器中因訪問不同數據卻共享同一緩存行而導緻的性能瓶頸。 對象生命周期與RVO/NRVO： 深入分析返迴值優化（Return Value Optimization）和命名返迴值優化，確保對象在函數返迴時能夠實現零拷貝構造。 第6章：設計模式的現代C++實現 本章將不再停留在GoF的抽象層麵，而是展示如何在現代C++特性下實現更簡潔、更安全的設計模式。 工廠模式與抽象工廠： 使用`std::make_unique`和概念約束（Concepts）來簡化工廠方法的簽名，確保返迴對象的生命周期被正確管理。 觀察者模式的無GC實現： 利用`std::function`和`std::map>`來構建一個健壯的、無循環引用的事件分發係統。 策略模式與運行時多態的替代方案： 重點對比使用模闆的靜態策略（Compile-time Strategy）和使用虛函數的動態策略，闡述何時應選擇後者。 第三部分：係統級編程與調試技藝 本部分麵嚮希望將C++技能應用於構建底層基礎設施的讀者。 第7章：進程間通信（IPC）與係統調用接口 跨進程數據交換的挑戰： 介紹共享內存（Shared Memory）、管道（Pipes）、消息隊列（Message Queues）的POSIX標準實現與Windows API實現。 序列化與反序列化的工程實踐： 對比Google Protocol Buffers、FlatBuffers以及自定義二進製協議的性能和靈活性，重點關注如何確保數據結構的嚮後兼容性。 信號處理與異常安全： 講解如何在信號處理器（Signal Handlers）中安全地執行最小操作，避免因訪問非異步信號安全函數導緻程序崩潰。 第8章：調試、性能分析與工具鏈掌控 利用GDB/LLDB進行高級調試： 掌握條件斷點、觀察點（Watchpoints）、內存地址檢查以及如何解析C++復雜類型（如STL容器）的調試視圖。 性能分析的藝術： 熟練使用`perf` (Linux) 或 VTune (Intel) 等工具，分析CPU周期計數器、緩存未命中率（Cache Misses）和分支預測失誤（Branch Misprediction），將性能優化從猜測轉變為數據驅動。 編譯選項的深度優化： 剖析編譯器優化等級（-O1, -O2, -Os, -Ofast）對生成代碼的影響，以及如何通過`__attribute__`或`__declspec`指令引導編譯器實現特定的代碼布局優化。 總結： 《深入理解C++與麵嚮對象設計》是一部麵嚮實踐的參考書，它不教授如何寫齣“能運行”的代碼，而是指導讀者如何寫齣“健壯、高性能、可擴展”的係統級代碼。掌握本書內容，即是掌握瞭構建下一代復雜軟件係統的底層能力。

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這本書的設計理念非常注重讀者的學習體驗。每章的開頭都會點明本章的學習目標，並在結尾進行總結，讓我對所學知識有清晰的認識。而且，書中還提供瞭一個在綫的社區論壇，讓我可以和其他讀者交流學習心得，有問題也能得到及時的解答，這讓我感到非常溫暖。

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這本書的內容編排非常閤理，循序漸進，一點點地把讀者帶入 Visual C# 的世界。我記得我剛開始學編程的時候，看到那些復雜的代碼就頭疼，總是覺得無從下手。但是這本書的作者，從最基礎的語法開始，一步一步地講解，每個章節都設計瞭大量的練習題，讓我能夠及時鞏固所學。而且，書中提供的代碼示例也非常實用，很多例子都是我日常開發中會遇到的場景，讓我覺得學到的東西可以直接應用到實際工作中，非常有成就感。

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這本書的深度和廣度都讓我印象深刻。它不僅僅是一本“菜鳥教程”，更是一本可以反復研讀的“寶典”。我平時會遇到一些在實際項目中遇到的問題，翻開這本書，往往能找到相關的講解和解決方案。作者對一些容易齣錯的地方也做瞭特彆的提示，這對於避免踩坑非常有幫助。

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對於任何想要深入瞭解 Visual C# 的開發者來說，這本書都是一個非常棒的選擇。它的內容涵蓋瞭從基礎語法到高級特性的方方麵麵，而且講解得既有深度又有廣度。我個人認為，這本書最大的價值在於它能夠幫助讀者建立起紮實的編程基礎，並培養齣良好的編程習慣。

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這本書的優點真的太多瞭，讓我不知道從何說起。我可以毫不猶豫地說，這是我讀過的最好的 Visual C# 入門書籍之一。作者的寫作風格清晰流暢，語言通俗易懂，即使是初學者也能夠輕鬆理解。更重要的是，書中充滿瞭作者豐富的實戰經驗，很多地方的講解都結閤瞭實際開發中的注意事項和技巧，讓我少走瞭很多彎路。

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我特彆喜歡書中關於麵嚮對象編程（OOP）的那一部分。作者對類、對象、繼承、多態、封裝這些核心概念的講解，簡直是教科書級彆的。我以前對這些概念雖然有所瞭解，但總感覺不夠深入，理解得比較膚淺。這本書通過大量的圖示和代碼示例，讓我深刻理解瞭 OOP 的精髓，也明白瞭為什麼它是現代軟件開發中如此重要的範式。特彆是作者在講解多態時，用瞭一個“動物”的例子，不同的動物（貓、狗）發齣不同的叫聲（繼承自動物的 `MakeSound` 方法），這個例子簡單卻又非常形象，讓我一下子就領悟瞭多態的威力。

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作為一名有一定編程經驗的開發者，我總是希望能不斷提升自己的技能，而這本書正好滿足瞭我的需求。它不僅講解瞭 C# 的基礎知識，還深入探討瞭 WPF、ASP.NET 等高級主題，並且介紹瞭 LINQ、異步編程等現代 C# 開發中的重要特性。我之前對 LINQ 隻是略有耳聞，讀瞭這本書之後，纔真正體會到它在數據查詢方麵的強大之處，它讓我的代碼變得更加簡潔、高效。

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在我看來，這本書最吸引我的地方在於它對 C# 語言的“哲學”的解讀。作者不僅僅是教你如何寫代碼，更重要的是讓你理解為什麼這樣寫，這種設計背後的思想是什麼。比如，在講解異常處理時，作者就強調瞭“錯誤”和“異常”的區彆，以及如何通過良好的異常處理機製來提高程序的健壯性。

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這本書真是讓我大開眼界，從入門到精通，每一個知識點都講解得 so thorough. 尤其是我之前一直卡在多綫程編程這個難點上，總是搞不清楚綫程同步、鎖、信號量這些概念，讀瞭這本書之後，作者用瞭很多生動形象的比喻，把這些抽象的概念講得一清二楚。比如，在講解綫程鎖的時候，作者就用瞭一個“公共廚房”的比喻，大傢都要用廚房裏的設備，誰先搶到“鎖”，誰就能使用，用完再釋放給彆人。這個比喻一下子就讓我茅塞頓開，不再覺得多綫程那麼難以理解瞭。

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這本書對於想要學習 C# 並且想在 Windows 平颱進行開發的讀者來說，簡直是量身定做的。作者在講解 Windows Forms 和 WPF 應用程序開發時，對控件的使用、事件處理、UI 設計等方麵都做瞭非常詳細的闡述。我按照書中的步驟，自己動手做瞭一個簡單的小工具，感覺成就感爆棚。

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