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出版者:机械工业出版社

作者:刘甲耀

出品人:

页数:425

译者:

出版时间:2004-1

价格:40.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111136811

丛书系列:

图书标签:

• C#
• 程序设计
• 教程
• 入门
• 编程
• 开发
• 学习
• 技术
• 代码
• 实战
• 培训

编程语言原理与实践：深入解析与高效应用 本书导言 本书旨在为那些希望深入理解现代编程语言底层机制、掌握高级抽象技巧以及提升代码工程质量的开发者提供一本全面的技术参考与实践指南。我们聚焦于那些支撑起现代软件体系的通用编程范式、内存管理哲学以及编译/解释过程的核心原理。本书内容将完全脱离对特定商业化、封装度较高的框架或某一门特定语言的语法细节的过度依赖，转而探讨构建高效、健壮软件的普适性知识。 第一部分：编译与解释的艺术——从源代码到机器指令 第一章：语言处理器的核心架构 本章将剖析编译器和解释器的经典三阶段结构：前端、优化器和后端。我们将深入探讨词法分析（Lexical Analysis）如何将字符流转化为有意义的Token，以及语法分析（Syntactic Analysis）如何利用上下文无关文法（Context-Free Grammars）构建抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST）。我们不提供具体的正则表达库教程，而是阐述有限自动机（Finite Automata）在识别模式中的理论基础。 第二章：语义分析与中间表示（IR） 语义分析是确保程序逻辑正确性的关键步骤。本章详细介绍类型检查（Type Checking），区分静态类型与动态类型语言在错误捕获时间上的差异。重点将放在中间表示（Intermediate Representation, IR）的设计哲学上，如三地址码（Three-Address Code）和静态单赋值形式（Static Single Assignment, SSA）。我们将分析不同IR如何服务于后续的优化阶段，并讨论SSA形式如何简化数据流分析。 第三章：代码生成与机器依赖 本章讨论从优化的IR到目标机器指令的转换过程。内容包括指令选择（Instruction Selection）、寄存器分配（Register Allocation）的图着色算法（Graph Coloring Algorithm）原理，以及函数调用的栈帧布局（Stack Frame Layout）规范，涵盖参数传递约定（Calling Conventions）。我们探讨如何处理跨平台编译时的目标架构差异，重点是指令集的复杂性与RISC/CISC架构的对比。 第二部分：内存管理与运行时环境 第四章：内存的生命周期：分配、回收与布局 本章深入研究程序运行时内存的组织结构，包括栈（Stack）、堆（Heap）以及静态/全局数据区的分配策略。我们将详细探讨动态内存分配器（如`malloc`/`free`的底层实现原理），分析伙伴系统（Buddy System）和空闲链表（Free List）的管理机制，以及内存碎片化（Fragmentation）问题的成因与缓解措施。 第五章：垃圾回收（GC）的理论与实践 垃圾回收是现代语言运行时环境的关键组成部分。本章将全面覆盖主流GC算法，包括引用计数（Reference Counting）、标记-清除（Mark-and-Sweep）、复制收集（Copying Collectors）以及代际收集（Generational GC）的权衡。我们将分析并发与增量GC在最小化应用暂停时间（Pause Time）方面的挑战与解决方案，侧重于它们如何维护程序与回收器之间的同步一致性。 第六章：并发、并行与同步原语 本章关注多线程程序设计的基础。我们将探讨操作系统层面线程与进程的调度机制，分析共享内存模型下的数据竞争（Data Races）。核心内容包括锁（Locks）、互斥量（Mutexes）、信号量（Semaphores）以及条件变量（Condition Variables）的正确使用范式。此外，还将介绍无锁（Lock-Free）数据结构的设计思想，如基于原子操作（Atomic Operations）的实现路径。 第三部分：高级抽象与软件工程范式 第七章：类型系统的深度挖掘 类型系统不仅仅是错误检查工具，更是程序形式化验证的基石。本章超越基础的声明性类型，探讨代数数据类型（Algebraic Data Types, ADT）、泛型编程（Generics/Parametric Polymorphism）的实现方式，以及类型推导（Type Inference）算法（如Hindley-Milner）的工作原理。我们还将分析依赖类型（Dependent Types）的理论价值及其对软件可靠性的潜在影响。 第八章：面向对象与多态性的实现 本章剖析面向对象（OOP）范式的底层机制。重点在于虚拟函数表（Virtual Table, vtable）在C++等静态语言中实现动态派发（Dynamic Dispatch）的细节。我们将分析继承（Inheritance）、接口（Interfaces）和 Mixin 等概念如何在编译时或运行时转化为具体的代码路径，以及它们对程序性能的影响。 第九章：函数式编程的思维模式 本章介绍函数式编程（FP）的核心概念，如纯函数（Pure Functions）、高阶函数（Higher-Order Functions）和闭包（Closures）。我们将深入探讨不可变性（Immutability）如何简化并发编程，并分析惰性求值（Lazy Evaluation）的实现机制，以及它在流处理（Stream Processing）中的优势与陷阱。 第十章：程序性能分析与优化策略 本章教授如何系统性地评估程序性能。内容包括使用性能分析工具（Profilers）识别热点代码（Hotspots），理解指令流水线（Instruction Pipelining）和缓存局部性（Cache Locality）对执行速度的影响。我们将讨论编译器优化标志（Optimization Flags）的作用，以及如何通过重构代码结构，优化数据布局，最大化硬件效率。 结语 本书旨在培养读者“知其所以然”的工程素养，使开发者能够超越特定工具的限制，构建出更具洞察力、更高效、更易于维护的复杂软件系统。掌握这些底层原理，是迈向架构师和系统级工程师的关键一步。

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这本书的语言风格非常独特，带着一种老派工程师的严谨与睿智，同时又充满了对新技术的探索热情。阅读过程就像是有一位经验丰富、知识渊博的导师在耳边悉心指导，没有那种高高在上的说教感，更多的是一种平等的交流。作者似乎非常擅长用最简洁的词汇去概括最复杂的技术内涵。尤其是在介绍设计模式（如工厂、单例、观察者模式）时，其描述往往一针见血，直指核心意图，而非仅仅停留在代码结构层面。书中穿插了一些作者在职业生涯中遇到的真实“坑”，这些“避坑指南”比任何技术手册都来得实在。例如，书中提到在进行序列化操作时，需要注意的兼容性问题，这在我最近的一个项目中就差点酿成大祸。这种基于实践的智慧结晶，让这本书的价值远远超过了一本单纯的编程手册，更像是一本程序员的修养指南。

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从实战应用的角度来看，这本书的案例选择非常贴近当前工业界的实际需求。它不是那种只停留在理论层面、脱离实际业务场景的“玩具”代码。在介绍完基础语法后，书中紧接着就引入了Web开发的基础知识，虽然没有深入到某个特定的框架，但对MVC模式、API设计原则的阐述是极为深刻的。我特别喜欢它在数据结构与算法那一章的处理方式，作者没有照搬经典算法教材的刻板叙述，而是将C#中集合类的底层实现与算法效率结合起来讲解。比如，通过对比`List<T>`和`LinkedList<T>`在不同场景下的性能表现，来直观地展示时间复杂度的意义。这种“知其所以然”的教学方法，极大地提升了我作为开发者的“内功”。即便是对前端或数据库有所了解的读者，也能在这本书中找到与自身知识体系的衔接点，从而构建起一个更全面的软件工程视角。

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这本书的排版和设计实在是令人耳目一新，不像那种传统的技术书籍一样枯燥乏味，感觉作者在内容呈现上下了很大功夫。封面设计简约而不失专业感，内页的字体选择和行距也让人阅读起来非常舒服，长时间盯着屏幕也不会感到眼睛疲劳。尤其是书中对复杂概念的图示化处理，简直是点睛之笔。我记得之前看别的C#教程时，光是理解委托和事件的底层机制就花了好几天，但这本书里的那些流程图和UML图，配合着清晰的文字说明，让我一下子就茅塞顿开。作者似乎非常理解初学者的痛点，总能在关键节点插入一些“过来人”的经验之谈，这些小小的提示往往能帮我避开不少弯路。比如在讲到内存管理和垃圾回收机制时，书中不仅解释了原理，还用一个生动的比喻将它们串联起来，使得抽象的概念变得非常具象化。这种对细节的打磨，体现了作者深厚的教学功底和对读者的尊重，绝对是市面上少有的用心之作。

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这本书的深度和广度拿捏得恰到好处，绝非市面上那些浮于表面的“速成”指南可比。它没有急着让你写出Hello World就沾沾自喜，而是扎扎实实地从语言的基础语法、面向对象三大特性讲起，然后逐步深入到.NET平台的核心概念，比如CLR、JIT编译过程以及ADO.NET的数据访问。最让我印象深刻的是它在异常处理和多线程编程那一章的论述。作者并没有仅仅罗列`try-catch`的用法，而是深入剖析了不同类型的异常在系统层面的影响，并给出了在高性能应用中如何设计健壮的错误恢复策略的实战建议。关于多线程，书中对`Task`并行库的讲解非常透彻，特别是对死锁和竞态条件的分析，配上了多个不同复杂度的代码示例，让我体会到了并行编程的乐趣与挑战并存的魅力。对于想要真正理解C#底层运作机制，并期望在未来从事企业级应用开发的读者来说，这本书提供的知识深度是极其宝贵的财富。

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这本书在对C#语言新特性的跟进上做得非常出色，显示出作者对技术栈保持着持续的热情和敏感度。我注意到书中对C# 8.0乃至更新版本的一些关键特性，如默认接口成员、模式匹配的深入应用等方面都有所涵盖，这对于那些希望保持技能与时俱进的资深开发者来说，无疑是一个巨大的加分项。很多教程往往在语言发展到某个稳定版本后就停止更新，导致读者学到的知识很快就会过时。但这本书显然没有这个问题，它不仅仅是讲解了“如何使用”，更重要的是分析了“为什么这么设计”，这种对语言演进逻辑的探讨，帮助我们更好地理解微软的设计哲学。我感觉通过阅读这本书，我对C#这门语言的理解不再局限于语法层面，而是上升到了对整个.NET生态系统设计理念的认同。它成功地将一个复杂的编程环境，拆解成了一系列逻辑清晰、相互关联的模块，让人有信心去驾驭未来的技术迭代。

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