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出版者:上海交通大学出版社

作者:刘钢

出品人:

页数:294

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:35.00元

装帧:平装

isbn号码:9787313024121

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
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编程语言与算法解析：深入C++的基石与实践 内容提要： 本书并非一本面向初学者的基础操作指南，它专注于计算机科学领域的核心——编程语言的深入剖析和算法设计的精妙构建。我们假定读者已经掌握了基本的计算机硬件和软件概念，理解了文件、操作系统等基础环境的运作方式。本书旨在将读者从“会使用软件”的层面，提升到“理解并创造软件”的高度。 全书结构紧凑，分为三大核心板块：第一部分：C++语言的底层机制与高级特性；第二部分：经典算法与数据结构的理论推导与高效实现；第三部分：现代软件工程实践与性能优化策略。 --- 第一部分：C++语言的底层机制与高级特性 本部分深入挖掘C++这门强大的、面向对象的语言，超越了简单的语法罗列，直抵其内存管理、类型系统和编译过程的本质。 第一章：内存模型与指针的精确定位 本章从硬件层面审视内存的组织结构，包括栈（Stack）、堆（Heap）以及静态存储区的区别和生命周期管理。重点探讨C++中指针（Pointer）和引用（Reference）的底层差异，如何通过裸指针进行高效的内存操作，以及伴随而来的陷阱（如野指针、内存泄漏）。我们详细解析`new`/`delete`与`malloc`/`free`在C++语境下的行为差异，并引入RAII（资源获取即初始化）范式作为管理动态内存的首选策略。 第二章：面向对象范式的高级运用 超越继承和多态的基础概念，本章着重于C++中实现面向对象设计的复杂技术。包括：虚函数表（vtable）的构建与查找机制，虚继承带来的额外开销与布局变化。深入探讨抽象基类的设计原则，以及纯虚函数在定义接口规范中的作用。此外，我们将讨论运算符重载的边界与最佳实践，确保重载操作符的行为符合直觉。 第三章：模板元编程与泛型编程的威力 本章是本书的技术深度体现。模板（Templates）不仅仅是代码重用的工具，更是C++实现泛型编程乃至元编程的基础。我们详细讲解函数模板和类模板的实例化过程，以及编译器如何解析复杂的模板参数。重点攻克模板特化（全特化与偏特化）的场景应用，并引入SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）原理，用以在编译期进行类型检查和代码选择。最后，我们将探索如何利用模板元编程进行编译期计算，例如斐波那契数列的计算，展示编译期与运行期代码执行的界限。 第四章：C++11/14/17/20标准的新特性与范式转变 现代C++的演进极大地改善了编程体验和代码性能。本章聚焦于影响深远的新特性： 右值引用与移动语义： 深入理解左值/右值区分，完美解决深拷贝带来的性能瓶颈，实现高效的资源转移。 Lambda表达式： 探究Lambda的捕获机制（按值捕获、按引用捕获），以及它们如何与标准库算法无缝集成。 并发与多线程： 介绍`std::thread`、`std::mutex`、`std::atomic`等核心同步原语，讨论数据竞争的避免策略，并初步接触C++内存模型中对同步的定义。 --- 第二部分：经典算法与数据结构的理论推导与高效实现 本部分脱离特定语言的语法束缚，聚焦于解决问题的通用逻辑——算法与数据结构。内容侧重于数学基础、时间/空间复杂度分析及其在实际场景中的应用选择。 第五章：基础数据结构与抽象代数 本章从理论基石出发，复习并深入分析线性结构（如栈、队列、链表）在不同操作下的性能。重点转向树形结构：二叉搜索树（BST）的平衡性问题，并详细推导AVL树和红黑树（Red-Black Tree）的旋转与着色规则，理解它们如何保证$O(log n)$的查找效率。此外，我们还会探讨B树在外部存储（如数据库索引）中的关键作用。 第六章：图论算法的深度解析 图（Graph）是建模复杂关系系统的核心工具。本章全面覆盖图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）。算法部分细致讲解： 遍历算法： 深度优先搜索（DFS）与广度优先搜索（BFS）的应用场景辨析。 最短路径： 从Dijkstra算法到Bellman-Ford算法，理解处理负权边的复杂性。 最小生成树（MST）： Prim和Kruskal算法的权衡与实现。 拓扑排序： 在项目依赖管理中的实际意义。 第七章：高级排序与搜索技术 我们不满足于冒泡排序，而是专注于快速排序（Quicksort）的枢轴选择策略（如三数取中法）和归并排序（Mergesort）的稳定性分析。对于$O(n log n)$的界限，本章会探讨堆排序的构造过程。在搜索方面，我们将引入二分查找的变体，以及在非线性结构中如跳表（Skip List）的应用。 第八章：动态规划与贪心策略的抉择 本章探讨优化问题的两种主要范式。贪心算法侧重于局部最优的选择，并分析其何时能导出全局最优解（如霍夫曼编码）。动态规划（DP）部分则详述最优子结构和重叠子问题的识别方法，通过实例（如背包问题、最长公共子序列）推导状态转移方程，并探讨空间优化技术（如滚动数组）。 --- 第三部分：现代软件工程实践与性能优化策略 本部分将理论与工程实践相结合，讨论如何构建健壮、可维护且高效的系统。 第九章：STL容器与算法的深入使用 标准模板库（STL）是C++工程实践的基石。本章深入研究关联容器（`std::map`, `std::unordered_map`）的底层实现（红黑树与哈希表），对比其在不同场景下的性能差异。重点分析容器适配器的适用性，并强调使用标准库算法（如`std::sort`, `std::transform`, `std::accumulate`）而非手动编写循环的优势，以提高代码的可靠性和表达力。 第十章：性能调优与代码剖析 高效的代码是设计出来的，也是测量出来的。本章指导读者如何识别性能瓶颈。我们将介绍性能剖析工具（如gprof, Valgrind/Callgrind）的使用方法，理解CPU缓存的工作原理（局部性原理），并讨论伪代码优化与硬件优化的平衡。内容包括：循环展开、函数内联的编译器优化行为、向量化处理的初步概念。 第十一章：设计模式在系统架构中的应用 软件设计的可靠性很大程度上依赖于成熟的设计模式。本章选取了GoF设计模式中的关键代表，并结合C++的特性进行讲解和实现： 创建型： 工厂方法、抽象工厂、单例模式（及其在多线程环境下的安全实现）。 结构型： 适配器、装饰者模式的应用场景。 行为型： 观察者模式与命令模式在事件驱动系统中的构建。 第十二章：单元测试与代码的健壮性保证 现代软件开发流程要求代码必须经过严格的验证。本章详细介绍如何使用Google Test等框架为C++代码编写单元测试。讨论测试的边界条件覆盖、Mocking技术在隔离依赖中的作用，以及如何将测试融入持续集成（CI）流程，确保每一次代码提交都能通过严格的质量门槛。 --- 目标读者群体： 本书主要面向具有一定编程基础，渴望深入理解计算机科学核心原理，并希望提升C++编程能力至高级水平的在校计算机专业学生、软件开发工程师，以及对系统底层机制充满好奇的技术爱好者。阅读本书需要对基本的离散数学和程序设计概念有清晰的认识。

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这本书给我的整体印象是，它在内容的设计上，力求做到既有深度又不失广度，同时兼顾了理论性和实践性。我注意到，它在章节的划分上，似乎覆盖了计算机科学的多个核心领域，从基础概念到应用技术，都给予了相当的关注。我猜想，它在讲解“数据结构”时，可能会用一些形象的比喻来帮助理解，比如衣柜里的抽屉、书架上的书籍排列等，让抽象的概念变得具体。接着，在介绍“操作系统”时，它可能会详细讲解文件管理、任务调度、内存管理等核心功能，并阐述它们是如何保证计算机高效运行的。我甚至可以想象，在讲解“数据库”时，它可能会区分关系型数据库和非关系型数据库，并介绍它们在不同场景下的应用优势。我期待这本书能够提供一些实际案例的分析，例如某个软件的开发过程，或者某个网站的技术架构，这些都将大大提升学习的趣味性和实用性。这本书的篇幅适中，排版也十分精美，让我对它所包含的丰富内容充满期待。

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我在购买这类基础读物时，最看重的是内容的“接地气”程度。这本书给我的初步感觉是，它在概念的阐述上，会尽量避免过于晦涩难懂的术语，而是采用更贴近生活和实际的语言。我猜想，它在解释“算法”这个概念时，可能会用我们日常生活中解决问题的步骤来类比，比如煮饭、找路等，让读者理解算法的核心思想。然后，在讲解“数据”的概念时，它可能会从我们每天接触的个人信息、网页内容、音视频文件等方面入手，让读者明白数据无处不在。我甚至可以想象，它在介绍“程序”时，可能会用指令来类比，就像我们给机器人下达命令一样，让它按照预设的步骤去执行任务。我期待这本书能够用生动形象的语言，将抽象的计算机概念变得通俗易懂，让我能够轻松愉快地进行学习。而且，如果它能够穿插一些有趣的计算机发展史小故事，或者一些与计算机相关的冷知识，那将会大大增加阅读的趣味性。这本书的整体风格让我感觉比较亲切，像是一位循循善诱的老师，而不是一个高高在上的专家。

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这本书的封面设计我非常喜欢，它给人一种科技感又不失艺术性的感觉，让人在看到的第一眼就产生了想要翻阅的冲动。拿到手里，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，墨迹饱满，长时间阅读也不会感到疲劳。我注意到，它在章节的开头设置了一些引人入胜的引言，这些引言似乎能够很好地将我带入到即将学习的主题中。我猜想，它在介绍计算机的输入输出设备时，可能会详细讲解键盘、鼠标、显示器、打印机等设备的工作原理，以及它们在计算机系统中扮演的角色。然后，在讲解数据存储时，它可能会详细介绍硬盘、固态硬盘、U盘等存储介质的特点和差异，以及它们如何高效地存储和读取数据。我甚至可以想象，它在介绍文件管理系统时，可能会讲解文件的命名规则、文件夹的创建和管理，以及文件之间的关系，这些都是我们在日常使用电脑时非常基础但又至关重要的操作。我对这本书的期待是，它能够帮助我构建一个完整的计算机知识体系，让我对计算机的运作方式有一个清晰的认知。

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我在挑选学习资料的时候，一直比较注重内容的实用性和前瞻性。这本书给我的初步印象是，它在内容组织上似乎有其独到之处。我注意到它在介绍一些经典概念的同时，还加入了对当前一些热门技术的提及，比如云计算、大数据、人工智能等。这让我觉得，这本书并非只是停留在陈旧的知识点上，而是试图为读者搭建一个连接过去与未来的桥梁。我猜想，它在讲解基础的数据库知识时，可能会不仅仅局限于SQL语言本身，而是会进一步探讨不同类型数据库的优劣，以及它们在实际应用中的场景选择。比如，在讲解网页制作基础时，可能不仅仅是HTML和CSS的语法，还会涉及到一些响应式设计的理念，以及如何让网页在不同设备上都有良好的用户体验。我甚至可以想象，它在介绍信息安全时，可能会从个人的数据隐私保护讲到企业级的安全防护策略，让读者对信息安全有一个更全面的认识。而且，如果它能够结合一些案例分析，比如某个成功应用案例的实现思路，或者某个安全事件的教训，那将大大增强这本书的学习价值。我期待它能够提供一些动手实践的指导，让我在理论学习之余，也能通过实际操作来巩固和深化理解。这本书的厚度也恰到好处，既不过于简略，也不至于让人望而却步，似乎经过了精心取舍，力求将最核心、最有价值的内容呈现给读者。

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在我选择一本关于计算机基础的书籍时，我通常会关注它的内容是否能够帮助我建立起对计算机的整体认知框架。这本书给我的初步感觉是，它在这方面做得相当不错。我注意到它在内容的组织上，似乎是从宏观的计算机概念入手，然后逐步深入到具体的组成部分和工作原理。我猜想，它在讲解“信息”的概念时，可能会从现实生活中的各种信息载体出发，然后引申到计算机是如何处理和存储这些信息的。接着，在介绍“硬件”时，它可能会详细讲解CPU、内存、硬盘等核心部件的功能和相互协作，并配以精美的图示。我甚至可以想象，在讲解“软件”时，它可能会区分操作系统、应用程序和驱动程序，并说明它们各自的作用和依赖关系。我非常期待这本书能够提供一些实际操作的案例，例如如何安装和卸载软件，如何进行基本的系统设置，或者如何进行简单的文件备份等，这些都将大大增强这本书的实用性。这本书的厚度适中，排版也十分清晰，让我对它即将呈现的内容充满了期待。

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我一直对计算机的世界感到好奇，但又觉得它有些神秘。这本书给我的感觉是，它能够很好地充当一座桥梁，将我带入到这个迷人的领域。我注意到，它在内容的安排上，似乎非常注重逻辑性和层次感，从最基础的概念开始，逐步引导读者去理解更复杂的知识。我猜想，它在讲解“二进制”时，可能会用生动的比喻来帮助理解，比如电灯的亮和灭，或者两个状态的切换。然后，在介绍“程序”时，它可能会用一系列简单的指令来类比，就像我们给机器人下达任务一样。我甚至可以想象，它在讲解“网络”时，可能会从最简单的信息传递开始，逐步介绍互联网是如何连接全球的，以及数据是如何在网络中传输的。我期待这本书能够用浅显易懂的语言，解释那些看似高深莫测的计算机概念，让我能够克服对技术的畏惧心理，从而激发起更浓厚的学习兴趣。这本书的整体风格让我感觉很友好，就像一位善解人意的向导，引领我一步步探索计算机的奇妙世界。

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我对这本书的期望，更多是希望它能够成为我理解计算机世界的一扇窗户。我注意到它在内容安排上，似乎非常注重循序渐进，从最基础的概念讲起，逐步深入到更复杂的应用。这对于像我这样的初学者来说，无疑是一个非常友好的设计。我猜想，它在介绍操作系统的时候，可能会详细讲解文件系统的运作机制，比如目录结构的创建、文件的读写操作，以及权限的管理，这些都是我们在日常使用电脑时经常接触却又不太了解的幕后工作。然后，在讲解网络通信时，它可能会从最简单的点对点连接开始，逐步介绍TCP/IP协议栈的各个层次，以及数据包是如何在网络中传输的，这或许会让我对“上网”这件事有一个全新的认识。我甚至可以想象，它在介绍多媒体技术时，可能会分析视频和音频文件的压缩原理，以及不同格式的优缺点，这对于理解我们日常观看和听到的内容非常有帮助。而且，如果它能提供一些实际操作的步骤，比如如何配置网络连接，或者如何使用一些常用的系统工具，那就更实用了。我期待这本书能够像一位耐心的老师，一步步引导我探索计算机的奥秘，让我不再感到陌生和畏惧。

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这本书的外观设计给我一种专业且现代的感觉，封面图案简洁有力，色彩搭配也比较和谐，给人一种值得信赖的印象。在翻阅的时候，我注意到它在字体选择上比较讲究，字迹清晰，阅读起来不费眼。书本的排版也很合理，段落之间的间距和标题的设置都显得很用心，能够帮助读者快速抓住重点。我猜测，它在讲解计算机的组成部分时，可能会配以详细的结构图，将CPU、内存、主板等组件的关系清晰地展现出来，让读者对硬件有一个直观的认识。在软件部分，我期待它能够详细介绍各种应用软件的分类和基本功能，比如办公软件、图形图像处理软件、多媒体播放软件等等，让我能够了解不同软件的作用和使用场景。我甚至可以想象，它在介绍一些基本的办公自动化技巧时，可能会提供一些快捷键的使用方法，或者一些提高效率的小窍门，这对于在校学生或者职场新人来说，都是非常有用的。我对这本书的期望是，它能够帮助我系统地了解计算机的基础知识，为我后续更深入的学习打下坚实的基础。

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这本书给我的第一感觉是，它在理论深度和广度上都达到了一个相当不错的平衡。我翻阅目录时，发现它涵盖了从计算机历史演变到未来发展趋势的诸多方面。这表明作者在内容的取舍上，力求做到既有历史的厚重感，又不失时代的脉搏。我猜想，它在阐述计算机的二进制原理时，可能会用一些有趣的类比来帮助理解，比如开关的开与关，电灯的亮与灭，让抽象的概念变得具象化。然后，在介绍编程语言的基础时，它可能不仅仅是罗列语法，而是会讲解不同编程范式的特点，比如面向对象、函数式编程等，让读者能够理解编程思想的演变。我甚至可以想象，它在讲解数据结构时，可能会通过生动的动画演示，来展示链表、树、图等结构的操作过程，这对于初学者来说无疑是极大的帮助。我个人比较偏好那种能够引发思考的内容，所以如果这本书在讲解某个知识点后，能够提出一些开放性的问题，或者引导读者去探索更深层次的原理，那将会让我非常满意。我期待它能够激发我对于计算机科学的浓厚兴趣，让我不仅仅满足于知其然，更能知其所以然。这本书的语言风格也显得比较严谨，但又不失流畅，这让我对它后续内容的学习充满信心。

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这本书的装帧设计倒是挺吸引人的，封面运用了比较鲜明的色彩搭配，让人一眼就能记住。拿到手里，纸张的触感也很好，不是那种特别薄容易破的，拿在手上很有分量感。书本的排版也比较舒适，字体大小适中，行距也留得恰到好处，阅读起来不会觉得拥挤或者吃力。我特别喜欢它在章节开头设置的一些引导性问题，会让人在开始阅读之前就带着思考，而不是被动地接受信息。而且，书中穿插的一些插图和图表，虽然我还没深入研究具体内容，但从视觉上看，都做得比较精美，逻辑性也似乎很强，能够有效地辅助理解。我初步翻阅了一下目录，感觉章节的划分也很合理，从基础的计算机概念到更深入的应用，循序渐进，这对于初学者来说应该是非常友好的。我猜想，它可能在介绍计算机硬件组成的时候，会用图文并茂的方式来解析CPU、内存、硬盘等核心部件的功能和联系，这会比枯燥的文字描述更容易让人理解。然后，在软件部分，或许会详细讲解操作系统的工作原理，比如文件管理、进程调度等，这些都是非常核心且实用的知识。我甚至可以想象，它可能会在介绍网络知识的时候，会用一些生动的比喻来解释TCP/IP协议栈，让复杂的网络传输过程变得通俗易懂。总之，从整体的制作和初步的版式来看，这本书给我一种用心打磨的感觉，让人期待它内在的精彩内容。

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