高级语言程序设计考点精要与典型题解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:汪永金

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2003-1

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787560517230

丛书系列:

图书标签:

• 高级语言程序设计
• 考研
• 考点精要
• 典型题解析
• 编程基础
• 数据结构
• 算法
• C语言
• 考研复习
• 计算机专业

深入理解与实践：现代编程范式与性能优化策略 本书旨在为具有一定编程基础的读者提供一个全面、深入的视角，聚焦于现代软件开发中的核心挑战与前沿技术。我们将探讨不同编程范式的优劣及其在实际工程中的应用场景，并着重讲解如何通过精妙的算法设计、高效的数据结构运用以及系统级的优化手段，构建出高性能、可维护的大规模软件系统。 --- 第一部分：编程范式演进与选择的艺术 (约400字) 在软件工程的广袤领域中，不同的编程范式如同不同的思想流派，深刻地影响着我们对问题分解和解决方案构建的方式。本书将系统梳理主流的编程范式，并超越基础语法的层面，深入剖析其背后的哲学思想与工程考量。 函数式编程（Functional Programming, FP）的回归与重塑： 我们将详细解析纯函数、不可变性、高阶函数以及惰性求值等核心概念。重点讨论如何运用 FP 原则来管理并发、消除副作用，并以 Haskell、Scala 或 Clojure 等语言的实践为例，展示其在构建健壮、易于测试的系统中的巨大潜力。不仅仅是语法介绍，更侧重于如何将函数式思维融入到面向对象（OOP）或过程式编程的日常工作中，以提升代码的清晰度和可预测性。 面向对象设计的深度剖析： 尽管面临新的挑战，OOP 依然是构建复杂业务逻辑的基石。本书将超越简单的类和继承，深入探讨 SOLID 原则的深层含义，关注依赖倒置原则（DIP）在现代微服务架构中的体现，以及多态性在接口设计中的精妙运用。我们将通过分析设计模式的演化，例如从 Gang of Four 模式到更现代的依赖注入（DI）容器模式，展示如何构建松耦合、高内聚的架构。 并发与并行编程的未来图景： 随着多核处理器成为标配，并发编程能力成为衡量优秀程序员的重要标准。本书将区分并发与并行，并对比基于共享内存的传统同步机制（锁、信号量）与新兴的消息传递模型（如 Actor 模型）。我们将深入研究 Go 语言的 Goroutine 与 Channel 机制，以及 Rust 语言在编译期保证线程安全的能力（所有权与生命周期），为读者提供驾驭复杂并发场景的工具箱。 --- 第二部分：算法与数据结构的高级应用 (约500字) 算法与数据结构是计算机科学的内功心法。本书不满足于讲解教科书式的复杂度分析，而是聚焦于如何在资源受限或对延迟有严格要求的实际场景中，选择并优化合适的算法与数据结构。 高级搜索与图论的工程化实现： 我们将深入探讨 A 算法在路径规划中的优化技巧，例如使用启发式函数剪枝加速搜索过程。对于图数据结构，除了标准的邻接表和矩阵，我们还将介绍动态图的维护策略，以及在社交网络分析中使用的社区发现算法（如 Louvain 方法）的基本思想和近似实现。 内存友好型数据结构的优化： 现代 CPU 性能瓶颈日益集中在内存访问延迟上。本书将讲解如何利用 CPU 缓存的局部性原理来优化数组操作和树结构遍历。重点介绍 B 树/B+ 树在数据库索引中的结构优势，并探讨如何设计和使用跳跃表（Skip List）来实现接近 O(log n) 复杂度的有序集合操作，同时保持更低的内存开销和更快的实际运行速度。 概率性数据结构（Probabilistic Data Structures）： 在处理海量数据流，对精确度要求并非绝对的场景中，概率结构提供了惊人的空间效率。我们将详细解析布隆过滤器（Bloom Filter）的误报率分析与应用，以及 HyperLogLog 算法在基数估计算法中的突破性进展。读者将学会何时权衡空间与精度，并在分布式系统中高效地进行去重、近似计数等操作。 排序与选择算法的底层洞察： 排序不仅仅是 QuickSort 和 MergeSort。我们将分析内省排序（Introsort）如何结合不同算法以应对最坏情况，并探讨基于基数排序（Radix Sort）的非比较排序方法在特定数据类型上的性能优势。对于 Top K 问题，我们将比较堆排序与使用 Selection Algorithm（如 Median of Medians 理论基础）的实际表现差异。 --- 第三部分：系统性能调优与底层机制 (约600字) 软件的性能最终取决于其与底层硬件的交互方式。本部分将带领读者深入操作系统、编译器和运行时环境的黑盒，揭示性能瓶颈的真正来源，并提供可操作的优化策略。 内存管理与垃圾回收（GC）的精细控制： 了解程序如何与操作系统（OS）的虚拟内存系统交互至关重要。我们将分析内存分配器（如 jemalloc, tcmalloc）的工作原理，探讨内存碎片化的成因。在涉及 GC 的语言（如 Java, C）中，我们将深入对比分代回收、标记-清除、复制、以及增量/并发收集算法（如 ZGC, Shenandoah）的吞吐量与延迟权衡。关键在于，学习如何通过对象布局和生命周期管理来帮助 GC 提升效率。 编译器优化与代码生成： 本书将简要介绍现代编译器的优化流程，例如循环展开、函数内联、死代码消除等。重点讲解“数据依赖性”如何限制了编译器的并行化能力，并指导读者如何调整代码结构（如重新排序循环或数据访问模式）以最大化地利用 SIMD（单指令多数据）指令集，实现向量化加速。 I/O 模型与网络编程的瓶颈突破： 在 I/O 密集型应用中，阻塞操作是性能杀手。我们将详细比较传统的多线程阻塞 I/O、非阻塞 I/O (NIO)，以及事件驱动模型（如 Linux 的 epoll，macOS 的 kqueue）。随后，我们将探讨零拷贝（Zero-Copy）技术在高效文件传输和网络服务中的应用，以及如何通过 I/O 聚合技术减少系统调用开销。 性能分析工具链的应用与解读： 理论优化必须辅以精确的测量。本书将重点介绍剖析（Profiling）工具的使用，例如火焰图（Flame Graphs）的生成与解读，它能直观地揭示热点函数和栈帧的开销分布。此外，我们还将介绍系统调用跟踪工具（如 strace/dtrace）在诊断阻塞和资源竞争问题中的实战技巧，确保优化是针对真正存在的瓶颈。 --- 本书特色： 本书拒绝空泛的理论陈述，所有章节均配有复杂的、现实世界问题的抽象模型，并辅以精选的语言特性（如 C++ 的模板元编程、Rust 的类型系统、Python 的 C 扩展接口）进行深入的动手实践和性能对比测试，真正做到将“高级”知识转化为可工程化的能力。

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