Pro Visual C++ 2005 for C# Developers (Pro) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Apress

作者:Dean Wills

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2006-11-27

价格:USD 59.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781590596081

丛书系列:

图书标签:

• C++
• C#
• Visual C++
• C++2005
• 开发
• 编程
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深入 C++ 17/20 与现代系统编程实践 一本面向经验丰富的 C 开发者，旨在全面掌握高性能、低延迟系统级 C++ 编程范式的权威指南。 本书并非聚焦于 2005 年的技术栈，而是以现代 C++（C++17 及 C++20 标准为核心）为基础，系统性地填补 C 开发者在深入理解底层机制、内存管理、并发模型以及高性能计算领域可能存在的知识鸿沟。我们深知 C 开发者在 .NET 框架下享受的便捷与抽象，但面对需要极致性能、跨平台兼容性或直接硬件交互的场景时，原生 C++ 的能力是不可替代的。 第一部分：C++ 现代化的基石 本部分将从 C 开发者最熟悉的视角切入，快速过渡到现代 C++ 的核心概念，并建立起一套新的编程思维模型。 第一章：告别托管，拥抱内存的掌控力 C 的垃圾回收器（GC）是其核心优势之一，但系统级编程要求开发者完全掌控资源的生命周期。本章将深入剖析 C++ 的内存模型，重点介绍： 栈（Stack）与堆（Heap）的精确管理： 详细解释值类型与引用类型的底层实现差异，以及在 C++ 中如何通过栈分配实现极致速度。 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）的威力： 深入探讨 RAII 模式如何替代部分 GC 的职责，通过构造函数和析构函数确保资源（内存、文件句柄、锁）的自动释放。我们将详细分析 `std::unique_ptr`、`std::shared_ptr` 和 `std::weak_ptr` 的工作原理、性能开销及最佳使用场景，特别是如何避免循环引用。 裸指针的谨慎使用： 解释何时必须使用裸指针，以及如何结合智能指针，构建清晰、无泄漏的边界。 第二章：模板元编程与泛型编程的飞跃 C 的泛型在运行时进行类型检查和 JIT 编译，而 C++ 模板则在编译期完成代码生成，带来零运行时开销的抽象。 类型系统与 SFINAE： 深入理解 C++ 模板如何实现编译期多态。我们将介绍 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）原理，并展示如何用它来编写高度定制化的库函数。 Concepts (C++20)： 重点讲解 C++20 引入的 Concepts 如何极大地改善了模板错误的可读性和表达力，使得模板编程更加健壮和易于维护。我们将展示如何用 Concepts 替代复杂的 SFINAE 技巧。 编译期计算： 利用 `constexpr` 函数和变量，将复杂的计算转移到编译阶段，显著提升运行时性能。 第三章：函数式编程特性与 Lambda 表达式的深度应用 C 引入了强大的 Lambda 表达式，但 C++ 的实现更为底层且灵活。 捕获机制的细微差别： 详细对比按值捕获（`[=]`）和按引用捕获（`[&]`）的陷阱，特别是当 Lambda 表达式的生命周期超出其定义作用域时可能出现的问题。 通用 Lambda (C++14/17)： 探讨 `auto` 参数的 Lambda 表达式如何实现真正的通用性，以及它在 STL 算法中的高效应用。 函数对象与 `std::function`： 分析 `std::function` 的封装开销，并论证何时应优先使用裸函数指针或直接使用模板化的函数对象以追求最高性能。 第二部分：高性能并发与异步编程 C 在 `async/await` 和 Task 模型的封装下提供了相对简单的并发体验。在 C++ 中，开发者需要直接面对操作系统级别的线程管理和同步原语。 第四章：现代并发模型：线程、原子操作与内存顺序 本章是 C 开发者进入底层并发世界的关键桥梁。 `std::thread` 与生命周期管理： 掌握 `std::thread` 的创建、管理、`join()` 和 `detach()` 的正确使用，以及避免资源泄露。 互斥锁与锁的粒度： 深入研究 `std::mutex`、`std::recursive_mutex`，并引入 `std::lock_guard` 和 `std::unique_lock` 确保锁的正确释放。我们将对比不同锁的性能特征。 C++11/17 原子操作： 阐述无锁编程（Lock-Free Programming）的概念。深入解析 `std::atomic`，特别是 `compare_exchange_weak/strong` 的用法，以及它们如何避免传统锁带来的上下文切换开销。 内存模型与数据竞争： 详细解读 C++ 内存模型，理解 顺序一致性 (Sequential Consistency)、释放/获取语义 (Release/Acquire) 等不同的内存顺序（`std::memory_order`），以及它们对多核 CPU 缓存一致性的影响。 第五章：协程（Coroutines）与高性能异步I/O C++20 的协程是实现零开销抽象异步操作的关键。 协程的核心概念： 介绍 `co_await`、`co_yield` 和 `co_return` 的机制，并解释编译器如何将其转换为状态机。 用户态的调度器： 对比 C `SynchronizationContext` 的概念，本章将指导开发者如何构建自己的、基于协程的、高效的用户态调度器，适用于网络服务器或游戏引擎等场景。 I/O 封装： 展示如何利用现代网络库（如 Boost.Asio 或自建的基于 Linux IOCP/io_uring 的方案）结合协程实现高并发的异步网络通信。 第三部分：系统集成与性能调优 成功的 C++ 开发在于能够高效地与操作系统、硬件以及现有代码库进行交互。 第六章：互操作性：调用与被调用 C 生态系统大量依赖 P/Invoke 来与非托管代码交互，C++ 开发者需要理解这个过程的底层细节。 C 接口的桥接： 掌握 `extern "C"` 的作用，如何编写兼容 C 风格接口的函数，以便于被其他语言（包括 C）调用。 数据序列化与 ABI 兼容性： 讨论跨语言边界时，结构体（Struct）的内存布局、对齐（Padding）问题以及如何确保二进制接口（ABI）的稳定性。 动态链接库（DLL/Shared Object）： 介绍运行时加载和链接库的机制，以及在 C++ 中管理这些外部依赖的方法。 第七章：现代构建系统与跨平台编译 忘记简单的 Visual Studio 项目文件，现代 C++ 项目依赖强大的构建系统。 CMake 深度实践： 全面讲解 CMake 的现代用法，包括目标定义、依赖管理、配置（Debug/Release）、以及如何优雅地集成第三方库。 编译选项的性能影响： 详细分析优化标志（如 `-O2`, `-O3`, `-ffast-math`）对最终二进制文件的影响，以及如何通过内联（Inlining）控制函数调用开销。 预处理器的高级应用： 介绍宏在条件编译和代码生成中的作用，并探讨何时应优先使用 `constexpr` 或 Concepts 替代传统宏，以提高代码的类型安全性。 第八章：性能剖析与调试工具 在 C 中，性能问题通常通过 Profiler 快速定位。C++ 需要更深入的工具链知识。 采样与指令级分析： 介绍如何使用 Linux `perf` 或 Windows Performance Toolkit (WPT) 捕获低级别的 CPU 性能计数器，定位热点代码。 内存调试工具： 掌握 Valgrind (Memcheck) 或 AddressSanitizer (ASan) 来检测内存泄漏、越界访问和未初始化内存使用，这些是 C 中由 GC 隐藏的问题。 最小化运行时开销： 讨论如何通过 Profile-Guided Optimization (PGO) 微调编译器，以适应实际运行数据，实现最终的性能极限。 本书的目标读者是那些已经精通 C 语言、希望将技术深度拓展到系统底层，并渴望编写出极致性能、可移植且健壮的非托管代码的专业软件工程师。 通过本书的学习，您将能够自信地驾驭现代 C++ 的复杂性，并将其作为解决高性能计算挑战的强大工具。

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