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出版者:清华大学出版社

作者:Herbert Schildt

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:48.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302075967

丛书系列:

图书标签:

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深度解析现代 C++：从基础到高级特性 图书名称：深度解析现代 C++：从基础到高级特性 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的 C++ 编程学习路径。我们不再将 C++ 视为一门古老的、仅用于系统底层的语言，而是将其视为一门在软件工程领域中，尤其在高性能计算、大规模系统开发、游戏引擎构建以及嵌入式系统设计中，依然占据核心地位的强大工具。本书严格遵循最新的 C++ 标准（主要聚焦于 C++17 和 C++20 的特性），旨在帮助读者构建健壮、高效且易于维护的现代 C++ 代码库。 第一部分：C++ 基础与语言核心的现代化重构 本部分将为初学者打下坚实的基础，同时为有 C++ 经验的开发者提供一个“现代视角”下的知识梳理。 1. C++ 语法的现代化审视： 我们将从变量声明开始，重点讲解 `auto` 关键字的智能使用，它如何提升代码的可读性并帮助编译器进行类型推断。接着，深入探讨初始化列表（`std::initializer_list`）在构造函数和容器初始化中的统一性，以及不再推荐使用老式 C 风格初始化（如 `int x = 10;`）的原因。 2. 内存管理与 RAII 原则的彻底贯彻： 内存是 C++ 的灵魂，但也是陷阱的源头。本书将详尽阐述资源获取即初始化（RAII）模式。我们将彻底摒弃裸指针（Raw Pointers）在管理动态资源中的应用，转而聚焦于智能指针家族：`std::unique_ptr`（独占所有权）、`std::shared_ptr`（引用计数共享所有权）和 `std::weak_ptr`（防止循环引用）。我们会通过实际案例演示如何使用 `std::make_unique` 和 `std::make_shared` 构造函数，避免裸 `new` 和 `delete` 带来的潜在泄漏和异常安全问题。 3. 函数的进化： 函数指针的时代已经过去。本章将深入讲解函数对象（Functors）和 C++11 引入的Lambda 表达式。我们将展示 Lambda 表达式如何简洁地捕获上下文，并作为高效的、临时的行为封装体，广泛应用于算法调用、异步操作和线程编程中。此外，还会覆盖默认参数、右值引用和移动语义对函数调用的影响。 4. 结构化绑定与范围优化： 介绍 C++17 引入的结构化绑定（Structured Bindings），它如何简化解构 `std::pair`、`std::tuple` 或自定义聚合体的过程。同时，我们将重温基于范围的 `for` 循环，并展示它如何与 `std::views` (C++20) 结合，实现更流畅的数据序列处理。 第二部分：面向对象编程的深度再定义 现代 C++ 的面向对象设计更加强调清晰的接口、有效的所有权转移和避免不必要的拷贝。 5. 继承、多态与虚函数表的秘密： 传统的虚函数机制将被剖析，特别是虚函数表（vtable）的内存布局和调用开销。重点讨论“终结者”关键字：`final`，它如何用于防止类的过度继承或虚函数的意外重写。 6. 纯虚函数与抽象基类的设计艺术： 探讨何时使用纯虚函数，以及如何利用它们构建清晰的、不可实例化的接口层。我们将详细介绍多态的成本，以及如何通过 CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）等技术实现静态多态，以换取运行时的零开销。 7. 构造与析构的生命周期管理： 深入理解拷贝构造函数、拷贝赋值运算符和移动构造函数/赋值运算符。移动语义是 C++ 性能优化的核心，本章将详细解释右值引用 (`&&`) 的作用，以及如何为自定义类型正确实现“五大特殊成员函数”（包括它们的移动版本），从而在容器操作和函数返回值中实现高效的对象转移而非昂贵的拷贝。 第三部分：模板元编程与泛型编程的威力 模板是 C++ 表达能力的核心，本部分将带您从基础模板应用迈向复杂的编译期计算。 8. 模板基础：类模板与函数模板： 巩固模板参数推导机制，讲解模板特化（显式特化与部分特化）的应用场景。 9. C++20 模板元编程的革命：Concepts (概念)： 概念是现代 C++ 解决模板元编程中“晦涩错误信息”的杀手锏。我们将详细介绍如何使用 `requires` 语句和标准库提供的概念（如 `std::integral`, `std::copyable`）来约束模板参数，使得代码更具可读性，编译错误信息更加友好和精确。 10. 变长参数模板（Variadic Templates）： 深入理解包扩展（Pack Expansion）机制，以及如何使用模板递归或 C++17 的折叠表达式（Fold Expressions）来处理任意数量的模板参数，这在构建日志系统、并行任务分发器或通用工具函数中至关重要。 第四部分：并发、并行与异步编程 在多核处理器成为主流的今天，掌握并发编程是编写高性能软件的必备技能。 11. 线程管理与同步原语： 从 `std::thread` 的创建和管理开始，转向核心的同步机制。我们将详细介绍互斥锁（`std::mutex`），并强调使用 RAII 封装的锁保护器，如 `std::lock_guard` 和 `std::unique_lock`，以确保锁的正确释放。 12. 条件变量与异步通信： 深入 `std::condition_variable`，学习如何实现生产者-消费者模型，以及如何有效利用它避免线程的忙等（Spinning）。 13. 原子操作与内存模型： 探讨无需锁的并发编程。我们将介绍 `std::atomic` 模板，并解释内存模型（Memory Model）的概念，理解 `std::memory_order`（如 `relaxed`, `acquire`, `release`）对并发性能和正确性的微妙影响。 14. 异步任务与未来： 聚焦于 `std::future`, `std::promise` 和 `std::async`，学习如何启动异步操作并安全地检索结果。对于更复杂的异步流程，我们将简要介绍协程（Coroutines，C++20）的概念及其在非阻塞 I/O 和状态机实现中的潜力。 第五部分：标准库的深度挖掘与工具集 本书将带读者超越基本容器，探索 C++ 标准库中那些能大幅提升开发效率的高级组件。 15. 容器的性能考量： 对比 `std::vector`, `std::deque`, `std::list` 的内部实现和适用场景。重点讲解 `std::map`（红黑树）和 `std::unordered_map`（哈希表）的选择标准，以及如何为自定义类型提供高效的哈希函数和相等性比较。 16. 算法的表达力：`std::algorithm` 与函数式编程思想： 强调使用标准算法库而非手写循环。结合 Lambda 表达式，展示如何利用 `std::transform`, `std::find_if`, `std::accumulate` 等实现复杂的序列操作。介绍 C++20 Ranges 库如何将算法链式组合，极大地增强了代码的表达力。 17. 文件系统操作 (C++17)： 使用 `std::filesystem` 模块进行跨平台的路径操作、文件属性检查、目录遍历和文件权限管理，告别依赖于特定操作系统 API 的方式。 18. 错误处理的现代方法： 摒弃 C 风格的错误码，转而使用 C++ 推荐的异常安全机制。重点介绍 `std::optional`（用于表示可能缺失的值）、`std::variant`（用于存储多种类型之一）和 `std::expected`（C++23 中正在被采纳，但其思想在实践中已广泛应用）在替代简单返回值的强大能力。 附录：构建与工具链 简要介绍现代 C++ 开发环境的配置，包括 CMake 作为首选的构建系统，以及如何集成 Clang-Tidy 和 Valgrind 等工具来保证代码的质量和性能。 本书的特色： 实践驱动： 每一章节都辅以大量来自真实项目场景的、可编译运行的示例代码。 性能导向： 始终将效率置于核心位置，明确指出哪些现代特性带来了性能提升，哪些可能带来隐藏的开销。 面向未来： 深度整合 C++17/C++20 的新标准特性，确保读者掌握的是当下最前沿的 C++ 实践。 面向高级： 并非浅尝辄止的入门教程，而是致力于培养读者对语言底层机制的深刻理解。 目标读者： 具备 C/C++ 基础，希望系统学习现代 C++ 标准特性、提升代码质量和性能的软件工程师、系统架构师以及计算机科学专业学生。

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这本书最打动我的一点，在于它对“实践”的执着追求。它不是一本纯粹的理论参考书，更像是一位经验丰富的导师在你身边手把手教你。我发现书中每一个章节的末尾，都设计了“动手实践”环节，这些练习题的难度设置也恰到好处——既有巩固基础概念的小练习，也有需要综合运用前面所学知识才能解决的综合性编程挑战。我严格按照书中的建议，把所有的代码示例都亲自敲了一遍，并尝试修改和扩展它们，这比单纯地看别人写代码效率高了太多。特别要提的是，书中关于Swing/AWT基础图形用户界面（GUI）部分的讲解，虽然现在很多应用转向了更现代的框架，但理解GUI的基本事件驱动模型和组件布局管理对于任何一个Java开发者来说都是至关重要的基础功。这本书用非常简洁明了的方式解释了这些概念，让我很快就能搭建出自己的第一个带界面的小工具。它教会我的不仅仅是语法，更是一种解决问题的工程思维。

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说实话，我以前一直觉得Java的学习曲线很陡峭，但自从接触了这本教程，我的看法彻底改变了。这本书的结构设计得非常巧妙，它不像其他很多教材那样把知识点散落在各处，而是形成了一个非常连贯的学习路径。从基础的数据类型、流程控制，到后面深入到集合框架（Collections Framework）和I/O流的操作，每一步的过渡都处理得非常自然和流畅。我特别喜欢它对集合类——比如`ArrayList`和`HashMap`——的底层实现原理所做的剖析。很多其他书籍只是告诉你“怎么用”，但这本教材却深入到了“为什么这么用”和“在特定场景下应该选择哪个”。这种对原理的深度挖掘，极大地增强了我对Java运行时机制的理解。此外，书中对多线程的介绍部分，虽然主题本身很复杂，但作者用了很多生动的比喻和清晰的并发控制示例（如`synchronized`关键字的用法），让我这个并发编程的初学者也能够比较轻松地掌握其核心思想。读完这部分，我感觉自己对构建高性能、高并发的应用程序有信心多了。

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作为一个已经工作几年，但希望系统回顾和查漏补缺的开发者，我发现这本书依然具有极高的价值。很多老旧的教程，其内容已经跟不上Java语言的发展步伐，但这本书在讲解Java 2时代的核心概念时，基础扎实得令人赞叹。比如，它对面向对象设计原则（SOLID的雏形体现）的讨论，虽然没有用现在流行的术语来包装，但其内涵和精髓是永恒的。更重要的是，它对内存管理和垃圾回收机制的解释非常到位。理解Java的堆栈内存结构和GC的工作流程，对于优化程序性能至关重要。这本书没有将GC处理得神乎其神，而是客观地描述了Java虚拟机是如何自动管理内存的，让我们能写出更健壮、更少内存泄漏风险的代码。每当我在代码中遇到性能瓶颈时，我都会回翻阅这本书关于对象生命周期和引用类型的章节，总能从中找到线索，这表明这本书的知识体系是具有持久生命力的，绝非仅仅停留在表面的语法教学层面。

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坦白讲，市面上的Java教程多如牛毛，但真正能让人在技术深度和易读性之间找到完美平衡的凤毛麟角。这本《Java 2实用教程》无疑是其中的佼佼者。我以前阅读其他材料时，经常遇到一个问题：要么是面向初学者的内容过于浅薄，很快就遇到知识瓶颈；要么是面向高级开发者的内容，对我来说又像天书一样难以消化。这本书的作者显然深谙读者的需求，他没有回避复杂性，但却总是能找到最恰当的切入点去解释这些复杂性。比如在涉及到泛型（Generics）的概念时，作者首先从一个具体的使用场景入手，展示不使用泛型可能带来的类型安全问题，然后再引入泛型作为解决方案，这种“问题导向”的教学方法，让我对泛型的理解瞬间清晰起来，避免了死记硬背抽象定义。此外，书中对Java标准库（JDK）中常用类的详细介绍，也让我受益匪浅，我不再需要频繁地去查阅官方API文档来理解一个基本类的功能，因为这本书已经为我做了很好的预处理和总结。

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这本书简直是打开了我对Java世界的一扇新窗，特别是对于我这种之前只有一点点编程经验的新手来说，简直是福音。我清晰地记得，我刚开始接触编程的时候，很多教程要么是晦涩难懂的理论堆砌，要么就是只讲皮毛的快速入门，真正想深入理解Java核心概念的时候就卡住了。但是这本《Java 2实用教程》完全不同。它没有一上来就给我抛出一大堆复杂的术语，而是非常耐心地从最基础的语法开始讲起，每一步的讲解都配有非常清晰的代码示例。我尤其欣赏作者在讲解面向对象编程（OOP）思想时所下的功夫，他不是简单地告诉我“什么是类和对象”，而是通过贴近实际的例子，比如模拟一个简单的图书馆管理系统，让我真切地体会到了封装、继承和多态的实际应用价值。书中对异常处理的讲解也特别到位，让我明白了在实际开发中如何优雅地处理程序错误，而不是让程序轻易崩溃。而且，书里的排版和图示都很精良，阅读体验非常好，长时间阅读也不会感到疲劳，这对于一本技术书籍来说是难能可贵的。它真正做到了“实用”，让我感觉每翻开一页，都能学到可以直接在项目里用上的知识。

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