C++语言例题习题及实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:陈志泊 主编，陈志泊，王春玲 编著

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2003-1

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787115098696

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 编程
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• 学习

《现代 C++ 编程实战指南》 面向对象、性能优化与现代特性深度剖析 图书简介 本书《现代 C++ 编程实战指南》是一本全面深入、注重实践的 C++ 编程技术专著，旨在为具有一定 C++ 基础的读者提供从入门到精通的进阶路径，特别聚焦于 C++11/14/17/20 标准引入的各项新特性及其在高性能、大规模软件开发中的应用。本书摒弃了基础语法和初级概念的冗余论述，直接切入现代 C++ 编程的核心挑战与解决方案。 核心内容与结构 本书结构严谨，共分为五大部分，循序渐进地构建起一套现代 C++ 工程师所需的知识体系： 第一部分：C++ 内存模型与并发编程基础 本部分着重剖析 C++ 程序的底层运行机制，这是编写高效、无数据竞争代码的基石。 1. 深入理解内存模型与原子操作： 我们将详细探讨 C++ 标准模型（C++ Memory Model）的复杂性，包括顺序一致性、释放-获取语义、顺序一致性等内存顺序的精确含义。我们会通过大量的硬件架构（如 x86/ARM）的缓存一致性协议（MESI 协议）来佐证理论，解释为什么需要严格的内存屏障。重点讲解 `std::atomic` 的内部实现原理，如何使用它来替代低效的锁机制进行细粒度的并发控制。 2. 现代并发原语与工具箱： 超越传统的 `std::thread` 和 `std::mutex`，本书会深度讲解 C++17 引入的 `std::future` 和 `std::async` 的高级用法，包括如何构建基于任务的并行算法。我们还会探讨生产者-消费者模型在 C++ 中的标准实现，以及如何利用 `std::latch`、`std::barrier` 和 `std::future_status` 来优雅地同步线程组。对于死锁的检测与避免，我们将介绍资源层次结构与死锁图分析法。 第二部分：模板元编程与泛型编程的艺术 本部分旨在将读者的泛型编程能力提升至“元编程”的层面，实现编译期逻辑与代码生成。 1. 编译期计算与类型萃取： 详细介绍模板特化、SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）原理及其在类型判断中的应用。重点讲解 `std::enable_if` 的现代替代方案，如 C++20 的 Concepts（概念），展示如何用概念清晰地约束模板参数，极大地提高模板代码的可读性和错误报告能力。我们将构建一个简单的编译期斐波那契数列计算器和类型列表操作工具集。 2. 运行时多态与模板多态的对比： 深入对比继承/虚函数（运行时多态）与模板特化/CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇特递归模板模式）的性能特征与适用场景。通过实例展示 CRTP 如何在不引入虚函数开销的情况下实现静态多态，常用于实现高效的策略模式和 Mixin（混入）类。 3. 宏与代码生成： 讨论在现代 C++ 中，何时以及如何（谨慎地）使用宏来辅助代码生成，例如用于减少样板代码的日志系统或简单的 API 封装。 第三部分：资源管理、智能指针与 RAII 深入实践 本部分聚焦于 C++ 著名的 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则的现代实践，确保资源安全和异常安全。 1. 智能指针的极限： 不仅覆盖 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的基本用法，更深入探讨 `std::weak_ptr` 在解决循环引用问题中的精确用法。我们将分析 `std::shared_ptr` 的引用计数开销，并介绍其定制化（Custom Deleter）和内存对齐（Unaligned Memory）的支持，以应对嵌入式或高性能场景的需求。 2. 所有权语义的精妙表达： 详细讲解 `std::move`、`std::forward` 和右值引用的工作机制，解析完美转发（Perfect Forwarding）是如何在 C++11 之后成为编写泛型包装器和库函数的关键技术。通过对 `std::function` 包装器内部机制的剖析，加深对值语义和移动语义的理解。 3. 异常安全保证的阶梯： 系统阐述强异常安全、基本异常安全和不抛出保证。通过实例演示如何使用 Scope Guard（作用域守卫）或 Boost.ScopeExit 模式（在 C++23 中已标准化）来确保资源在函数退出时（无论正常返回还是异常抛出）得到清理。 第四部分：C++20 语言特性的实战应用 C++20 带来了革命性的改变，本部分将这些新特性转化为生产力工具。 1. Concepts (概念) 与约束编程： 系统学习如何使用 Concepts 替代复杂的 SFINAE 逻辑。我们将展示如何定义清晰、可读性强的类型约束，如何将 Concepts 应用于函数、类模板和类型别名，从而从编译期就消除不兼容的模板实例化错误。 2. 协程 (Coroutines) 基础与异步编程： 深入理解 C++20 协程的底层机制：`promise_type`、`coroutine_handle` 和 `co_await`/`co_yield`/`co_return` 关键字。本书将构建一个简易的基于事件循环的非阻塞 I/O 框架，展示如何利用协程将复杂的异步回调链转化为线性的、易于阅读的代码。 3. Modules (模块) 对构建系统的影响： 探讨 C++ Modules 相较于传统头文件的优势，包括更快的编译速度、避免宏污染和更清晰的依赖管理。提供将现有大型项目重构为模块化结构的实践路线图。 第五部分：性能剖析与代码优化策略 本部分关注如何将 C++ 代码的理论性能转化为实际的速度提升。 1. 编译器优化与内在函数： 探讨 GCC/Clang 等主流编译器的优化级别（-O2, -O3, -Os）如何影响最终机器码。介绍内联（Inlining）的决定性因素，以及何时应该使用 `[[always_inline]]` 或 `[[noinline]]` 属性。讲解如何使用编译器内置函数（Intrinsics）来直接调用 SIMD（如 SSE/AVX）指令集，实现数据并行处理。 2. 数据结构布局与缓存友好性： 强调现代 CPU 缓存（L1/L2/L3）对程序性能的决定性作用。讲解结构体对齐、填充（Padding）问题以及如何通过“数据导向设计”（Data-Oriented Design, DOD）来重排数据结构，最大化缓存命中率，避免伪共享（False Sharing）问题。 3. 性能度量与诊断工具： 介绍使用专业的性能分析工具（如 Valgrind/Callgrind, Linux perf, VTune）来识别代码热点和性能瓶颈。指导读者如何解读火焰图（Flame Graphs）和缓存未命中报告，实现“测量驱动的优化”。 目标读者 本书面向有至少两年 C++ 编程经验的软件工程师、系统程序员、游戏引擎开发者，以及希望深入理解 C++ 语言内部机制和现代软件设计模式的高级学生或研究人员。阅读本书需要扎实的 C/C++ 基础和对计算机体系结构的基本了解。本书的重点在于“如何写出高性能、可维护且符合现代 C++ 标准的代码”。

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从实验指导的角度来看，这本书的实践环节设计得非常贴合现代软件开发的实际需求。它提供的实验项目并非那种脱离实际的“玩具代码”，而是涵盖了文件操作、面向对象设计范式应用、以及基础算法的实现等多个核心领域。每个实验都有明确的目标、详细的操作步骤指导，以及对预期结果的描述。更重要的是，作者在实验说明中还穿插了许多行业内通用的编程规范和调试技巧，这些“软知识”对于培养一个合格的程序员来说，比单纯的代码实现更为重要。通过完成这些实验，我感觉自己不仅仅是在学习C++的语法，更是在学习如何像一个专业的软件工程师那样去构思、编写和测试代码，这种综合能力的提升是这本书给我带来的最大惊喜。

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我必须强调这本书在语言风格上的特点，它用词精准，表达清晰，完全避免了那种晦涩难懂的技术术语堆砌。作者的叙述方式非常平易近人，仿佛一位经验丰富的导师在旁边耐心讲解，而不是一本冰冷的教科书。即便是涉及到一些相对抽象的内存管理或者模板元编程的概念，作者也善于运用生动的比喻和形象的类比来帮助读者理解。例如，在解释指针的运算时，它引入了一个非常贴近生活的场景模拟，瞬间就将复杂的内存地址概念具象化了。这种“润物细无声”的教学方式，极大地降低了学习C++这种被认为难度较高的语言的心理门槛，让学习过程变得更加轻松愉快。

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这本书的封面设计着实吸引人，色彩搭配和谐，字体排版清晰，一看就知道是下了不少功夫的。我尤其喜欢封面上那种简洁又不失专业感的风格，让人对里面的内容充满了期待。拿到书本后，首先映入眼帘的是它的装帧质量，纸张厚实，印刷精美，即便是长时间翻阅，也不会轻易出现褪色或破损的情况，这对于需要反复练习的编程书籍来说，无疑是一个重要的加分项。书本的整体手感也相当不错，拿在手里既有分量感，又不至于过分笨重，非常适合放在书桌上作为日常学习的伴侣。此外，内容布局上也体现了作者的匠心，目录清晰明了，章节划分合理，即便是初学者，也能很快找到自己需要的知识点。这种对细节的关注，让人觉得作者对读者的体验非常重视，也从侧面反映出这本书在内容组织上的严谨性。

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这本书在难度递进上把握得非常到位，它的设计似乎是面向一个广泛的学习群体，既能满足编程初学者的入门需求，也能为有一定基础的进阶学习者提供有价值的参考。我注意到，在讲解完基础概念后，通常会紧跟着一些具有一定挑战性的习题，这些习题往往需要读者综合运用前述的多个知识点才能解决。更棒的是，书本在提供题目之后，并没有直接给出标准答案，而是提供了一个相对完整的解题思路或关键步骤的提示。这种“引导式”的解题策略，避免了死记硬背，而是鼓励读者独立思考，真正去理解问题背后的原理，这对于培养独立解决问题的能力至关重要。那种自己绞尽脑汁，最终豁然开朗的成就感，是单纯看答案无法替代的。

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这本书的章节组织逻辑性非常强，从基础语法概念的引入，到复杂数据结构的讲解，再到实际工程应用的案例剖析，层层递进，循序渐进。它并没有急于展示高深晦涩的技巧，而是稳扎稳打地夯实了C++语言的核心基础。我特别欣赏它在讲解每一个知识点时，都配有详实的代码示例，而且这些示例不仅仅是孤立的代码片段，而是被巧妙地融入到上下文的解释之中，使得理论和实践的结合异常紧密。读者在阅读时，可以同步地在自己的开发环境中运行和修改这些代码，亲身体验代码的执行效果和逻辑走向，这种“边学边练”的学习模式，极大地提升了学习效率和兴趣。对于我这种习惯于通过实践来内化知识的人来说，这本书的这种编排方式简直是量身定制的。

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