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出版者:机械工业出版社

作者:林峰等

出品人:

页数:175

译者:

出版时间:2008年2月

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111112259

丛书系列:

图书标签:

• 程序设计
• 编程入门
• 计算机基础
• 算法
• 数据结构
• C语言
• Python
• Java
• 编程思想
• 逻辑思维

编程世界的多维探索：一本超越基础的引路书 本书并非面向初学者的“入门指南”，它深入探索了软件构建的更深层次原理，旨在为那些已经掌握了基础语法和基本控制流的开发者提供一条通往高级软件工程的阶梯。我们着眼于“如何构建健壮、高效、可维护的系统”这一核心挑战，而非单纯的“如何写出能运行的代码”。 本书的结构围绕现代软件开发中的三大支柱展开：抽象的力量、性能的权衡、以及工程的艺术。 --- 第一部分：抽象的深度与广度 (The Depth and Breadth of Abstraction) 在任何编程语言中，数据结构和算法是基石，但本书将它们置于一个更宏大的视角下——如何设计出能优雅处理复杂业务逻辑的抽象层。 第一章：超越标准库：泛型编程与元编程的实践 我们不再满足于使用现成的列表或映射，而是探讨如何设计能够适应未来需求、类型安全的通用组件。 深入理解模板（或泛型）的实例化过程：编译期行为与运行时开销的精确分析。如何避免泛型带来的过度编译时间或代码膨胀。 策略模式的深层应用：如何利用函数式接口和高阶函数，构建真正可替换和可组合的业务逻辑模块，避免传统继承带来的僵硬结构。 元编程的边界：探讨宏、反射或编译期代码生成在特定场景下的应用，如自动化文档生成、特定领域语言（DSL）的构建，以及如何在保证可读性的前提下，利用这些技术减少重复劳动。重点分析过度使用元编程带来的调试难度和维护成本。 第二章：状态管理与并发的哲学对抗 并发不仅是线程和锁的问题，它更是一种设计哲学。本书探讨了在不同架构范式下，状态应如何被管理和隔离。 响应式编程范式：从RxJava/RxJS等框架的底层实现原理出发，分析事件流（Streams）如何提供比传统回调（Callbacks）更清晰的异步流程控制。如何正确地处理背压（Backpressure）机制。 Actor模型的深入剖析：讨论Erlang/Akka等模型如何通过“消息传递”和“隔离状态”来实现高可靠性和可伸缩性。对比Actor模型与传统共享内存并发模型的优劣。 不可变性（Immutability）的成本与收益：在面向对象和函数式编程中，强制使用不可变数据结构对性能的影响。如何设计高效的“持久化数据结构”（Persistent Data Structures），实现数据结构的“快照”而无需完全复制。 --- 第二部分：性能的权衡与底层洞察 (Performance Trade-offs and Low-Level Insights) 优秀的软件不仅要正确，还要快速。本部分要求读者跳出高级语言的舒适区，审视代码在真实硬件上的执行方式。 第三章：内存层级结构与缓存一致性 理解程序性能的瓶颈往往在于内存访问，而非CPU计算。 CPU缓存的工作原理（L1, L2, L3）：程序如何通过数据布局来最大化缓存命中率（Cache Hit Rate）。讲解“空间局部性”和“时间局部性”如何转化为代码优化。 伪共享（False Sharing）的隐形杀手：在多线程环境中，即使操作的是不同变量，但如果它们恰好落在了同一个缓存行中，也会导致性能急剧下降。本书提供诊断工具和修复策略。 内存分配器的剖析：深入了解`malloc`/`free`（或等效的内存池）的工作机制。在高性能场景下，何时需要设计自定义的内存分配器（如池分配器或线性分配器）以避免碎片化和同步开销。 第四章：编译器的魔力与代码优化 代码的最终性能由编译器决定。了解编译器的优化过程，可以让我们写出更“友好”的代码。 数据导向的编程（Data-Oriented Design, DOD）：对比面向对象（OOD）与数据导向设计在内存布局上的差异。重点分析在游戏开发、物理模拟等场景中，DOD如何通过连续的内存布局来优化SIMD指令的利用率。 逃逸分析与栈分配：了解编译器如何尽可能将对象分配到栈上而非堆上，从而避免垃圾回收（GC）的暂停。如何调整代码结构以利于编译器进行此项优化。 链接时优化（LTO）与内联决策：理解静态链接与动态链接对最终二进制文件大小和运行速度的影响。探讨编译器何时应该内联函数，以及如何通过函数属性或注解来指导优化器。 --- 第三部分：构建坚固的软件工程 (The Art of Solid Software Engineering) 代码的生命周期远超初次运行，本部分聚焦于如何让软件历经时间考验。 第五章：测试金字塔的现实主义构建 本书不满足于单元测试，而是探讨如何在不同层次上构建有效的自动化验证体系。 集成测试的艺术：如何模拟外部依赖（数据库、网络服务）而无需启动完整的复杂环境。深入研究Mocking、Stubbing与Service Virtualization的区别与适用场景。 属性驱动开发（Property-Based Testing, PBT）：超越具体的输入值，通过定义系统行为的“属性”来自动生成大量边缘案例。展示如何使用PBT来发现传统单元测试难以覆盖的逻辑漏洞。 混沌工程的初步实践：在非生产环境中，系统性地引入故障（如延迟、资源耗尽），以验证系统的恢复能力和容错机制。 第六章：设计模式的演进与反模式 设计模式是经验的总结，但并非万能药。本章旨在辨别模式的适用范围和潜在陷阱。 解耦的艺术：依赖倒置原则（DIP）的实践细节：如何通过清晰的接口定义，在不引入循环依赖的前提下，实现模块间的松耦合。讨论“箭头依赖”和“雪花依赖”的规避方法。 服务边界的确定：在微服务或模块化架构中，如何通过“高内聚、低耦合”的原则来定义清晰的边界。分析“业务能力（Business Capability）”与“技术边界”的冲突与融合。 反模式警示录：详细分析诸如“上帝对象”、“魔法字符串/数字”、“过度设计（Over-engineering）”等常见的工程陷阱，并提供具体重构路径。 通过这六个维度的深入探讨，本书旨在将读者的技能从“实现功能”提升到“设计系统”，为构建下一代复杂、高性能的软件奠定坚实的理论和实践基础。

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