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出版者:

作者:叶华

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2010-7

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787121112225

丛书系列:

图书标签:

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编程世界里的奇妙旅程：深入理解C++与现代软件开发 图书名称： 编程世界里的奇妙旅程：深入理解C++与现代软件开发 图书简介： 欢迎踏入一个充满逻辑、构建与无限可能性的数字宇宙——C++的世界。本书并非仅仅是一本关于语法和命令的堆砌，它是一份精心绘制的地图，旨在引导读者（无论是初学者还是希望精进技艺的资深开发者）全面、深入地掌握C++语言的精髓，并将其应用于构建高效、健壮的现代软件系统。 在当今的技术浪潮中，C++以其无与伦比的性能和对底层资源的精细控制能力，依然是操作系统、游戏引擎、高性能计算、嵌入式系统以及金融交易系统等核心基础设施的首选语言。然而，C++的强大伴随着一定的复杂性。本书的使命，就是将这种复杂性转化为清晰、可理解的知识结构。 第一部分：奠基石——重拾与深化C++基础 本书伊始，我们将从最坚实的地基开始。我们不会停留在“变量是什么”的浅层，而是深入探讨C++的内存模型、类型系统及其底层机制。 值语义与引用语义的本质区别： 深入剖析对象在栈（Stack）和堆（Heap）上的存储方式，理解`lvalue`和`rvalue`的真正含义，为后续的移动语义打下坚实基础。 构造、析构与生命周期管理： 细致讲解构造函数的不同类型（默认、拷贝、移动、合成），以及析构函数在资源释放中的关键作用。重点剖析RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则，展示如何利用现代C++特性编写异常安全的代码。 函数进阶与重载解析： 超越基础函数的定义，我们将详尽解析函数指针、`std::function`，以及编译器如何进行复杂的重载解析和函数模板的实例化过程。 第二部分：面向对象的高级篇章 C++的灵魂在于其强大的面向对象能力。本部分将超越传统的继承和多态概念，聚焦于C++特有的多态实现机制。 虚函数与虚表（vtable）的底层剖析： 揭示虚函数表是如何在运行时实现动态绑定（Late Binding）的，理解虚继承带来的额外开销和布局复杂性。 多重继承的挑战与解决方案： 探讨菱形继承问题，并介绍虚基类的作用，以及如何通过合理的设计模式规避不必要的复杂性。 运算符重载与类型转换的艺术： 讲解如何安全且直观地重载运算符，并警示显式和隐式类型转换带来的潜在陷阱，强调C++11/14引入的显式构造函数的优势。 第三部分：模板元编程与泛型设计 模板是C++实现通用编程（Generic Programming）的核心武器。本部分将带领读者从使用模板进阶到“驾驭”模板。 函数模板与类模板的深度应用： 学习如何编写可重用、类型安全的通用代码。 C++11/14/17 引入的模板新特性： 全面介绍可变参数模板（Variadic Templates）、模板别名（`using`关键字）、以及`decltype`在复杂类型推导中的应用。 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）机制详解： 理解编译器如何利用SFINAE来选择最佳模板特化，这是实现复杂类型约束和编译期多态的关键技术。 constexpr 与编译期计算： 探索`constexpr`函数和变量，展示如何在编译阶段执行复杂的计算，极大地提升程序运行时效率。 第四部分：内存管理与并发编程的现代范式 在追求极致性能的领域，手动内存管理不可避免，但现代C++提供了更安全、更智能的工具。同时，多核处理器时代要求我们必须掌握并发编程。 智能指针的精细化使用： 彻底区分`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`和`std::weak_ptr`的应用场景，理解它们如何协同工作以消除内存泄漏。特别关注循环引用问题的解决方案。 移动语义（Move Semantics）： 深入理解右值引用（`&&`）的概念，以及移动构造函数和移动赋值运算符如何通过“偷取”资源，显著优化大型对象（如`std::vector`）的拷贝性能。 标准库并发模型： 全面介绍`std::thread`、互斥量（`std::mutex`）、条件变量（`std::condition_variable`）以及原子操作（`std::atomic`）。重点讲解`std::future`和`std::async`，构建高效的异步任务系统。 并发安全与数据竞争： 分析数据竞争的成因，介绍RAII在并发控制中的应用，以及如何利用内存模型（Memory Model）确保跨线程操作的可见性和顺序性。 第五部分：STL容器、算法与性能调优 标准模板库（STL）是C++开发的基石。本书将从“使用者”的角度，转向“设计者”的角度审视STL。 容器选择的艺术： 不仅介绍`std::vector`、`std::map`等，更详细比较它们在不同访问模式下的时间复杂度（O(n)），指导读者根据实际需求做出最优选择。 迭代器与算法的解耦： 讲解C++算法是如何不依赖于特定容器的，并介绍自定义迭代器的编写方法。 性能优化实践： 介绍函数内联、结构体对齐、缓存友好性设计（Cache Locality）等底层优化技巧。通过实际案例对比不同实现方式的性能差异，培养读者的“性能嗅觉”。 目标读者群体： 本书适合具有一定C/C++基础，希望深入理解C++语言特性、掌握现代C++（C++11及以上标准）编程范式，并致力于开发高性能、高可靠性软件的工程师、计算机科学专业学生以及资深程序员。 通过本书的学习，读者将能够： 1. 熟练运用C++17/20的新特性，编写简洁、安全的代码。 2. 从底层理解内存管理和多态机制，有效进行程序调试和优化。 3. 设计并实现复杂的泛型组件和高效的并发模型。 4. 真正掌握C++作为一门“系统级”编程语言的强大潜力。 本书的编写风格严谨而不失启发性，理论结合大量的、经过优化的代码示例，确保每一位读者都能将所学知识迅速转化为实际生产力，在快速发展的技术领域中，构建出属于自己的“奇妙旅程”。

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