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出版者:电子工业出版社

作者:张长海

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-1

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787505363717

丛书系列:

图书标签:

• Pascal
• 程序设计
• 计算机科学
• 编程入门
• 算法
• 数据结构
• 教学
• 教材
• 经典
• 计算机

《C++程序设计与实践》 内容简介 本书旨在为读者提供一套系统、深入且具有高度实践性的C++程序设计学习资源。我们关注的焦点并非某一种特定的编程语言历史或理论的冗长阐述，而是如何利用现代C++（涵盖C++11/14/17/20标准中的核心特性）来构建高效、健壮、可维护的软件系统。全书结构设计严谨，从基础语法概念的夯实，逐步过渡到高级面向对象范式、泛型编程以及并发处理等前沿技术领域。 第一部分：C++ 核心基础与现代范式 本部分奠定了坚实的语言基础，并着重引入了现代C++的关键思想。 第一章：C++ 语言的演进与开发环境配置 我们首先概述了C++标准的发展脉络，强调了为何选择现代标准而非遗留的C++98。详细指导读者配置主流的集成开发环境（IDE）如Visual Studio、CLion或VS Code，确保编译器的兼容性和调试工具的熟练使用。本章着重讲解了C++编译、链接过程的原理，理解头文件、源文件、目标文件之间的关系。 第二章：基础语法、数据类型与表达式 本章深入讲解C++的基本元素：内置类型（`int`, `char`, `bool`, 浮点数）的内存布局和存储限制。特别关注`auto`关键字在类型推导中的应用，以及`decltype`如何精确获取表达式的类型。我们详细剖析了运算符的优先级、结合性和副作用，并引入了`constexpr`用于编译期计算，展示其在性能优化中的潜力。 第三章：控制流与函数结构 覆盖了所有标准的控制结构：顺序、选择（`if`/`switch`）和循环（`for`/`while`/`do-while`）。着重讲解了基于范围的`for`循环（Range-based For Loops）的易用性。在函数部分，我们深入探讨了函数重载、默认参数、可变参数模板（Variadic Templates）的基础应用，以及C++11引入的Lambda表达式，展示其在算法和回调函数中的强大能力。 第四章：内存管理与资源获取即初始化（RAII） 这是本书的核心基石之一。我们摒弃了传统的裸指针管理模式，全面拥抱RAII原则。详细讲解了栈内存与堆内存的区别。核心内容围绕智能指针展开：`std::unique_ptr`（独占所有权）、`std::shared_ptr`（共享所有权）和`std::weak_ptr`（弱引用，用于打破循环引用）。我们通过实例演示了自定义资源管理类（如文件句柄、锁对象）如何通过RAII机制保证资源的确定性释放。 第二部分：面向对象编程与抽象 本部分专注于C++的面向对象特性，强调设计模式在实际工程中的应用。 第五章：类与对象：封装的艺术 深入讲解类的定义、构造函数（包括复制构造函数和移动构造函数）、析构函数的执行顺序。详细区分了`public`, `protected`, `private`访问权限，并探讨了聚合类与POD（Plain Old Data）类型的区别。重点讲解了“三/五/零法则”及其在现代C++中的体现。 第六章：继承、多态与虚函数机制 全面解析继承的机制，包括基类与派生类的构造与销毁。核心聚焦于虚函数、虚函数表（vtable）和虚函数指针（vptr）的工作原理，这是实现运行时多态的关键。我们详细讨论了纯虚函数、抽象类，以及使用`override`和`final`关键字带来的安全性提升。 第七章：操作符重载与类型转换 讲解如何重载算术、关系、逻辑操作符，以及成员访问操作符（如`[]`和`->`）。特别强调了对流操作符（`<<`和`>>`）的重载，以便于自定义类型的输入输出。同时，细致区分了隐式类型转换、显式`static_cast`、`dynamic_cast`、`reinterpret_cast`和`const_cast`的使用场景和潜在风险。 第八章：异常处理与错误报告 系统介绍C++的异常机制，包括`try-catch`块的使用、异常的抛出与捕获。强调了“异常安全”的编程原则，并介绍了标准库提供的异常类（如`std::runtime_error`）。我们对比了使用异常机制和返回错误码的优劣，指导读者在何种场景下应优先选择哪种错误处理策略。 第三部分：泛型编程与标准模板库（STL） 本部分是C++强大的抽象能力所在，着重于模板编程和STL容器、算法的实践应用。 第九章：函数模板与类模板 讲解如何编写不依赖特定数据类型的通用函数和类。重点解析了模板的实例化过程、模板特化（全特化和部分特化）的实现，以及模板编译时错误处理的技巧。 第十章：标准模板库（STL）容器深度解析 详细介绍STL三大组件：容器、迭代器和算法。容器部分涵盖顺序容器（`std::vector`, `std::deque`, `std::list`）的性能特性和适用场景；关联容器（`std::map`, `std::set`, `std::unordered_map`）的底层实现原理（红黑树与哈希表）。我们特别关注`std::vector`的内存分配策略及其对缓存友好的优势。 第十一章：STL 算法与迭代器 介绍大量常用的STL算法（如排序、查找、修改算法），强调使用标准算法而非手写循环的好处。深入讲解迭代器的概念，包括输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器，以及C++11引入的`std::begin()`和`std::end()`。 第十二章：C++20 Concepts：约束模板 这是对传统模板元编程复杂性的重大改进。本章专门讲解C++20引入的Concepts，演示如何使用Concepts来约束模板参数，提高模板代码的可读性、可维护性，并提供更清晰的编译错误信息。 第四部分：高级主题与并发编程 本部分面向有经验的开发者，探讨性能优化、元编程以及现代多核系统下的并发控制。 第十三章：模板元编程基础 介绍编译期计算的强大技术。涵盖类型特征（Type Traits，如`std::is_integral`）的应用，以及使用递归模板和`std::enable_if`进行SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）的技术，以实现更精细的模板控制。 第十四章：移动语义与性能优化 彻底解析C++11引入的右值引用、移动构造函数和移动赋值运算符。通过实例清晰展示移动语义如何避免不必要的深拷贝，显著提升涉及大型资源（如`std::vector`）操作的性能。 第十五章：并发编程与多线程 全面转向并发领域。介绍`std::thread`的创建与管理。核心内容是同步机制：互斥锁（`std::mutex`, `std::lock_guard`, `std::unique_lock`）、条件变量（`std::condition_variable`）和原子操作（`std::atomic`）。我们还探讨了死锁的预防策略和现代C++推荐的并发模型。 第十六章：异步操作与未来（Futures） 讲解如何利用`std::async`和`std::future`来管理异步任务的执行和结果获取，提供了一种比直接操作线程更高级、更安全的抽象层级，适用于构建响应式系统。 本书的每一章都配有大量的、经过精心设计的代码示例和练习，旨在确保读者不仅理解理论，更能熟练地将这些知识应用到实际的软件开发项目中。通过本书的学习，读者将能够自信地使用现代C++标准开发高性能、高可靠性的应用程序。

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