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出版者:电子工业出版社

作者:尹作林

出品人:

页数:166

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:15.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505396050

丛书系列:

图书标签:

• QBASIC
• 编程入门
• 程序设计
• 计算机基础
• 经典教材
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• 算法
• 教学
• 入门教程
• 代码示例

《现代C++高级编程实践》 深度解析与前沿应用 书籍简介 《现代C++高级编程实践》是一本旨在带领资深程序员深入理解和掌握C++语言最新标准（C++11至C++23）中复杂特性、设计模式及其在高性能计算、系统级编程和复杂软件架构中的实际应用的权威著作。本书摒弃了对基础语法的冗余讲解，将重点聚焦于如何利用现代C++的强大工具集，编写出更安全、更高效、更具可维护性的代码。 核心内容与结构 本书分为七个宏大模块，层层递进，覆盖了从底层机制到上层架构的全景图： 模块一：现代C++并发与并行编程的基石 本模块深入剖析了C++标准库提供的多线程支持。我们不再满足于简单的`std::thread`，而是着重讲解`std::future`、`std::promise`以及原子操作（`std::atomic`）在构建无锁数据结构和实现精确同步机制中的关键作用。 重点探讨： 1. 内存模型（Memory Model）的细致解读： 详细阐述了`std::memory_order`的各种级别（Relaxed, Acquire, Release, Seq_cst）对程序行为的决定性影响，指导读者正确处理跨线程数据依赖，避免未定义行为。 2. 并发数据结构设计： 提供了多种高效的并发队列、哈希表和读写锁的实战案例，评估每种设计在不同负载场景下的性能表现。 3. 协程（Coroutines）初探（C++20）： 作为轻量级并发的新范式，本书详细解析了协程的底层工作原理，包括`co_await`, `co_yield`, `co_return`的语义，并展示如何利用它们构建高效的异步I/O框架。 模块二：模板元编程与编译期计算的艺术 模板元编程（TMP）是C++实现高度泛型和零成本抽象的核心技术。本模块将TMP提升到全新的高度，不再仅仅是“技巧集合”，而是作为一种强大的编译期编程范式。 重点探讨： 1. 类型萃取（Type Traits）的深度应用： 探讨如何利用标准库和自定义的类型萃取工具，在编译期进行类型检查、特性检测和接口适配。 2. constexpr与编译期算法： 详细介绍C++14/17/20标准对`constexpr`的放宽，使其能支持更复杂的编译期函数和数据结构，例如编译期查找表和正则表达式匹配。 3. 概念（Concepts, C++20）的革命： 本模块将Concepts视为现代C++类型约束的终极解决方案。我们不仅展示如何定义和使用概念来替代SFINAE，更深入探讨如何利用概念来设计可读性强、错误信息友好的泛型库。 模块三：资源管理与RAII的极致运用 资源获取即初始化（RAII）是C++安全性的核心。本模块超越了简单的`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`，聚焦于资源生命周期管理的复杂场景。 重点探讨： 1. 定制化内存分配器（Custom Allocators）： 讲解如何为特定应用场景（如图形处理、游戏引擎）编写高性能的内存分配器，并将其无缝集成到STL容器中。 2. 生命周期管理与弱引用： 深入分析`std::weak_ptr`的应用边界，以及在循环引用检测和延迟加载机制中如何正确使用它。 3. 异常安全性的保证： 采用“强保证”、“基本保证”和“无失败保证”的层次化方法，结合现代C++特性，指导读者构建在任何情况下都能保证资源正确释放的系统。 模块四：面向对象设计与多态的现代解读 本模块重审了C++中的面向对象特性，强调如何结合现代特性来弥补传统继承模型的不足。 重点探讨： 1. 纯虚函数与抽象接口的替代方案： 探讨在特定性能敏感场景下，如何利用继承体系之外的设计（如Policy-based design或Concept-constrained泛型）实现多态行为。 2. CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）的高级应用： 展示CRTP在静态分发、接口强制实现和Mixins模式中的强大能力。 3. 值语义与移动语义的融合： 深入研究右值引用、移动构造函数和移动赋值运算符如何重塑值类型的设计，使得对象语义更加灵活高效。 模块五：高性能I/O与网络编程 本模块侧重于如何利用C++在系统层面实现高吞吐量的输入/输出操作。 重点探讨： 1. 零拷贝（Zero-Copy）技术概述： 结合操作系统接口，探讨C++如何最小化数据在内核态和用户态之间的拷贝。 2. 异步I/O模型比较： 对比Reactor、Proactor等经典模型在C++实现中的优劣，特别是与Boost.Asio或liburing等现代库的集成方式。 3. 序列化与反序列化的效率优化： 评估FlatBuffers、Protocol Buffers等序列化方案在C++环境下的性能表现，并讨论如何利用现代C++的移动语义优化数据传输。 模块六：泛型编程中的错误处理与断言机制 有效的错误处理是构建健壮软件的生命线。本书主张超越简单的异常机制。 重点探讨： 1. `std::expected`与结果类型（C++23）： 详细介绍如何利用结果类型替代传统异常，实现更明确的、基于值的错误报告，特别适用于库设计。 2. 编译期断言与静态检查： 利用`static_assert`、`requires`子句（Concepts）和更高级的错误检测工具，将运行时错误扼杀在编译阶段。 3. 日志与可观测性： 探讨如何设计与性能无关的、分层的日志系统，并展示如何将高性能的日志写入（如异步写入或专用线程）与主业务逻辑解耦。 模块七：构建可维护的现代化C++工程实践 本模块将理论付诸实践，关注于大型项目的组织和工具链的优化。 重点探讨： 1. 模块化设计（Modules, C++20）： 详细讲解C++模块如何取代传统的头文件依赖，显著加快编译速度，并改善命名空间隔离。 2. 构建系统集成： 针对CMake、Bazel等现代构建系统，指导读者如何配置复杂的跨平台项目，并正确集成编译期检查工具。 3. 代码质量与静态分析： 介绍如何集成Clang-Tidy、Cppcheck等工具，并结合Sanitizers（Address, Undefined Behavior）进行持续集成，确保代码符合现代C++的最佳实践。 目标读者 本书假定读者已熟练掌握C++98/03的基础语法和面向对象概念，并希望将自己的技能提升到能够设计和实现高性能、大规模软件系统的专业级别。它适合于资深软件工程师、系统架构师以及希望深入理解编译器和运行时行为的研究人员。阅读本书需要对计算机体系结构和操作系统有基本的了解。

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这本书的结构安排充满了强烈的“线性叙事感”，从最基础的输入输出开始，一步步构建起程序的基本骨架，节奏把握得非常稳定，没有出现那种突然跳跃到复杂主题的情况。作者似乎非常注重“打地基”的重要性，对每一个关键字的解释都极其详尽，生怕读者漏掉哪怕一个小数点后的精度问题。我特别留意了书中关于子程序（Subroutines）和函数（Functions）的区分，作者用了一个非常巧妙的比喻来区分它们的调用方式和返回值处理，这个比喻非常深刻，我甚至思考是否可以将这种思维方式应用到我目前正在使用的脚本语言中。然而，美中不足的是，本书的索引部分做得比较粗糙，当你想要快速定位某个特定函数或错误代码的解释时，需要花费不少时间在目录中进行手动查找，这在如今这个信息检索爆炸的时代，显得尤为不便。尽管如此，这本书在培养编程逻辑的严谨性方面，功不可没。

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我阅读这本书的主要目的是想了解早期的编程教育是如何进行的，这本书在很大程度上满足了我的好奇心。它似乎是直接从一本上世纪九十年代初的大学教材里复印出来的，包括了大量的“思考题”和“实验报告”的格式要求。阅读过程中，我感觉自己仿佛坐在一个拥挤的计算机教室里，面前摆着一台CRT显示器，正在奋笔疾书地抄写着老师板书的程序框架。书中对于调试技巧的描述，简直就是“考古”级别的珍宝——比如如何通过打印中间变量的值来追踪错误，以及如何应对编译器给出的那些晦涩难懂的错误代码。这和我们现在依赖于图形化调试器有着天壤之别。唯一的不足是，全书几乎没有提及任何关于外部库或者文件I/O的现代操作，所有的例子都停留在内存变量和屏幕输出的简单交互上，这使得它的实用性在今天的环境下非常有限。它更像是一件保存完好的博物馆展品，值得珍藏，但已不适合日常使用。

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这本书的封面设计非常复古，那种像素风的排版和鲜艳的色彩搭配，一下子就把我拉回了那个DOS命令行闪烁的年代。我原本是冲着学习现代编程语言来的，但翻开目录后，才发现这更像是一部编程历史的速写集。书中对QBASIC语言的讲解，与其说是教学，不如说是对一种“老派”编程哲学的深度剖析。它花了大量的篇幅去介绍变量的声明、GOTO语句的运用，甚至还有如何用`PRINT`语句在屏幕上“画图”的细节。对于一个习惯了面向对象和现代IDE的开发者来说，这种自底向上的编程方式既陌生又充满挑战。我特别喜欢作者在讲解循环结构时，穿插的那些关于早期软件调试的轶事，读起来就像听一位老前辈在讲述他的青葱岁月，充满了怀旧的温度和真诚。虽然我可能不会用它来开发任何商业项目，但它让我清晰地看到了现代编程语言的根基是如何一步步建立起来的，体会到“简洁即是力量”的原始魅力。它不是一本工具书，更像是一本带着历史厚重感的编程散文集。

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这本书的排版风格极其严谨，可以说是到了“教条”的地步。每一个代码示例都经过了近乎苛刻的格式化，缩进、空格，无一不符合当年Turbo Pascal时代的规范。然而，正是这种过于强调规范性的叙述方式，使得初学者在阅读过程中会感到一丝丝的枯燥。我花了很长时间才适应这种密集的文字和代码块的组合。书中对于内存管理和寄存器操作的涉及非常少，更多的是停留在高级逻辑层面，这让我这个渴望深入硬件的读者略感失望。比如，当讲解到字符串操作时，作者仅仅是提供了`MID$`和`LEFT$`等内置函数的使用方法，却没有深入探讨底层字符集的编码问题，使得理解深度受限。不过，对于那些希望快速上手编写结构化程序的读者来说，这种“即插即用”式的函数介绍也许是最高效的。总体而言，本书的知识点覆盖全面，但深度略显不足，更像是一本优秀的“快速参考手册”，而非深入的原理教材。

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这本书的语言风格，怎么说呢，充满了七八十年代的理工科气息——精确、不苟言笑，但又暗藏着一种对逻辑本身的敬畏。作者在描述流程控制时，那种对效率和清晰度的极致追求，即使放到今天来看也令人钦佩。我尤其欣赏作者在引入新概念时，总会先用一个非常具体的、生活化的例子来打比方，比如用“流水线工人”来比喻顺序执行，用“十字路口的路标”来比喻条件判断。这种生动的类比极大地降低了抽象概念的理解门槛。但是，对于需要大量视觉辅助的读者（比如我），书中纯文本的图表和流程图的描述显得有些力不从心，我不得不自己打开一个文本编辑器，对照着书中的描述，手绘出那些“流程图”，才能真正理清复杂的嵌套逻辑。这本书需要读者投入极大的专注力，它不容许你在阅读时分心去查阅其他资料，它要求你完全沉浸在它构建的那个纯粹的编程世界里。

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