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isbn号码:9787900167620

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• 二级考试
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• 算法基础
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深入剖析现代 C++ 编程范式与高级特性 一本面向有志于精通 C++ 语言、追求卓越工程实践的开发者的深度技术专著 本书旨在为那些已经掌握了 C++ 基础语法，并希望在现代 C++（C++11/14/17/20）的广阔领域内构建复杂、高性能、可维护软件的工程师提供一份详尽的路线图和实战指南。我们不侧重于应试技巧或特定等级考试的考点覆盖，而是聚焦于 C++ 语言本身的设计哲学、底层机制以及如何利用最新标准带来的强大工具集，解决现实世界中的工程难题。 本书分为六大部分，共十八章，层层递进，力求构建一个坚实而全面的 C++ 知识体系。 --- 第一部分：C++ 核心机制的深度重构（Refactoring Core Mechanisms） 本部分将带领读者重新审视 C++ 中那些最基础却又最容易被误解的机制，从内存布局到类型系统的深层运作。 第一章：值语义与引用语义的再理解 内存布局与对齐： 深入探讨 POD（Plain Old Data）类型、结构体和类的内存对齐规则、填充字节的产生及其对性能的影响。如何利用 `alignas` 和 `alignof` 进行精确的内存控制。 资源获取即初始化（RAII）的现代实践： 不仅仅是智能指针，更扩展到文件句柄、网络套接字、锁机制等所有需要资源管理的场景。设计自定义 RAII 包装器，确保资源生命周期与对象生命周期严格绑定。 值语义的精髓： 探讨 Copy 语义与 Move 语义的本质区别。详解浅拷贝、深拷贝的实现细节，以及如何通过重载复制构造函数和赋值运算符来保证正确的语义。 第二章：编译期元编程与模板的艺术 模板的非类型参数与变长参数模板： 掌握如何使用模板参数包（Parameter Packs）实现编译期函数或结构体的变长参数处理。 类型特征（Type Traits）的构造与应用： 介绍 `` 库，并演示如何自定义 `is_same`, `enable_if` 等工具。深入理解 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）的运作原理，并将其应用于约束模板实例化。 编译期计算： 利用 `constexpr` 和 `consteval`（C++20）实现更复杂的编译期数据结构构造和算法计算，显著提升运行时性能。 --- 第二部分：面向对象的现代演进（OOP in Modern C++） 本部分关注 C++ 如何在保持其强大底层控制力的同时，融入更清晰、更安全的面向对象设计。 第三章：虚函数机制与多态的成本 虚表（vtable）的结构与查找： 剖析虚函数调用的底层机制，包括虚指针（vptr）的放置、虚函数表的构建和查找过程，量化虚函数调用的开销。 纯虚函数与抽象基类： 设计和实现具备严格接口定义的抽象层。 Final 关键字： 探讨 `final` 如何用于防止类的继承或虚函数的重写，以增强设计意图的明确性。 第四章：运算符重载与自定义类型转换 清晰的运算符重载哲学： 讨论哪些运算符适合重载，以及如何保持重载后运算符的直观性（例如，避免重载 `<<` 用于非流操作）。 智能指针的运算符重载： 深入分析 `operator` 和 `operator->` 在智能指针实现中的关键作用。 显式类型转换（Explicit Conversion）的必要性： 讲解如何使用 `explicit` 关键字避免不希望发生的隐式类型转换，增强代码的健壮性。 --- 第三部分：标准库的深度挖掘（STL Deep Dive） 本部分不再停留在容器的简单使用，而是深入探讨标准模板库（STL）的实现原理和高级接口。 第五章：容器的内部结构与选择策略 内存分配器（Allocators）： 理解 `std::allocator` 的工作方式，以及何时需要自定义分配器来解决特定场景下的内存碎片或性能瓶颈（例如，用于特定内存池）。 `std::vector` 与 `std::deque` 的数据组织： 比较它们在随机访问和插入/删除操作上的性能差异，并分析其内部的块结构。 关联容器的平衡树原理： 剖析 `std::map` 和 `std::set` 背后的红黑树结构，以及在迭代器失效方面的特殊处理。 第六章：算法的泛型编程与执行策略 迭代器的层级结构： 深入理解输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器的概念，以及算法如何通过迭代器范围进行工作。 执行策略（Execution Policies - C++17）： 探索顺序、并行（`std::execution::par`）和向量化（`std::execution::par_unseq`）执行策略在标准算法（如 `std::sort`, `std::transform`）中的应用，实现并行化计算。 --- 第四部分：现代 C++ 的并发与异步编程（Concurrency & Asynchrony） 本部分全面覆盖 C++ 11 引入的并发模型，以及如何构建无锁或低锁的高效多线程应用。 第七章：线程管理与同步原语 `std::thread` 的生命周期管理： 掌握 `join()` 和 `detach()` 的正确使用，避免资源泄漏或意外终止。 互斥锁与条件变量： 深入探讨 `std::mutex`, `std::recursive_mutex` 的使用场景，以及 `std::condition_variable` 如何实现线程间的精确等待与通知。 锁的复杂性： 介绍死锁的预防技术，以及使用 RAII 包装的锁（如 `std::lock_guard`, `std::unique_lock`）来确保锁的自动释放。 第八章：原子操作与内存模型 C++ 内存模型（C++ Memory Model）： 讲解顺序一致性（Sequentially Consistent）、释放/获取（Release/Acquire）等内存顺序的含义及其对 CPU 缓存一致性的影响。 `std::atomic` 的高效应用： 使用原子操作代替传统的锁机制处理简单的共享变量访问，实现无锁或细粒度同步。 `std::future` 与 `std::promise`： 构建异步任务的返回值和异常传递机制。 --- 第五部分：资源管理与例外安全（Resource Management & Exception Safety） 本部分专注于构建健壮、能够优雅处理错误的软件。 第九章：智能指针的精细化使用 `std::unique_ptr` 与所有权转移： 深入理解右值引用和 `std::move` 在 `unique_ptr` 转移中的作用。 `std::shared_ptr` 的引用计数机制： 分析其内部结构，包括控制块、引用计数和弱引用（`std::weak_ptr`）如何解决循环引用问题。 定制化 `delete` 操作： 演示如何为智能指针提供自定义的销毁器，以管理非标准资源。 第十章：异常安全保证与 RAII 的结合 异常安全的三级保证： 详述无异常（No-throw）、强异常安全（Strong Guarantee）和基本保证（Basic Guarantee）的定义与实现策略。 异常安全函数设计原则： 讨论如何通过“复制并替换”技术、只在函数末尾抛出异常等策略来确保强异常安全。 --- 第六部分：C++20 核心新特性与工程实践（C++20 & Beyond） 本部分聚焦于最新标准带来的革命性变化，特别是提高表达力和编译期能力的新工具。 第十一章：Concepts（概念）—— 约束模板的未来 概念的引入与必要性： 为什么需要 Concepts 来替代冗长的 SFINAE 表达式。 定义和使用 Concepts： 学习如何使用 `requires` 语法清晰地表达模板参数必须满足的契约。 改善错误信息： 展示 Concepts 如何生成更清晰、更易于理解的编译错误信息。 第十二章：模块化编程（Modules）的革新 从头文件到模块： 彻底解析 C++20 Modules 如何解决传统头文件引入的编译速度慢、宏污染等问题。 导出（Export）与导入（Import）： 学习模块的声明、编译和链接流程，以及如何构建大型项目的模块化架构。 第十三章：协程（Coroutines）的原理与应用（C++20） 协程的底层转换： 解析编译器如何将协程函数转换为状态机（Promise/Awaiter 模式）。 `co_await`, `co_yield`, `co_return`： 掌握这些关键字在构建高效异步I/O、任务调度器中的应用。 无栈恢复机制： 理解协程如何实现非阻塞的、基于事件循环的并发模型。 第十四章：反射与编译期编程的拓展（C++23 展望） 编译期反射的潜力： 讨论 C++ 社区对原生反射机制的探索及其对代码生成和序列化的影响。 `std::span` 的安全抽象： 在处理连续内存块时，如何使用 `std::span` 替代裸指针和长度参数，提供边界检查的安全视图。 --- 总结与工程展望： 本书后续章节将进一步探讨性能分析工具的使用（Profiling）、现代构建系统（CMake）的最佳实践，以及设计模式在 C++ 中的高效实现。我们不讨论如何通过死记硬背记住特定考试的知识点，而是培养读者在面对复杂系统设计时，能够运用 C++ 语言的全部威力，编写出既高性能又易于维护的工业级代码。本书致力于将读者从“会写 C++”提升到“精通 C++”。

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这本书给我的感觉就像一个经验丰富的老师，他知道所有考试的“套路”，并高效地把这些套路灌输给你。它的优点在于脉络清晰，章节划分非常符合考试模块，背诵和记忆效率很高。如果你只是为了通过考试，这本书无疑是一个非常有效的工具，可以让你在最短时间内抓住得分点。然而，从学习体验的角度来看，它缺乏一种“温度”。书中的语言过于书面化和公式化，缺乏那种能够激发学习兴趣、让复杂的概念变得生动有趣的叙述方式。阅读过程中，我时常感到枯燥，需要频繁地查阅其他资料来辅助理解那些被简化了的理论背景。比如，当讲到文件I/O操作时，它直接给出了`fstream`类的用法，但对底层操作系统如何处理文件的概念一带而过。对于想通过这次考试顺便真正掌握C++编程能力的读者来说，这本书可能需要搭配一本更偏向基础原理的大学教材一起使用，否则，通过考试后，合上书本，你可能发现自己对C++的理解仍然停留在“能跑通代码”的浅层水平。

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我是一个习惯于通过大量练习来巩固知识的人，所以拿到任何考试用书，我最先翻的永远是后面的习题和模拟试卷。这本书在习题的广度上做得还不错，覆盖了历年真题中经常出现的模块和知识点分布，从选择题的细枝末节到编程题的逻辑构建，都有涉猎。然而，真正让我感到困惑的是，很多例题的解析部分过于简略。它会直接给出最终的代码结果，然后用一两句话总结一下解题思路，但对于“为什么这么做”的关键逻辑跳转，或者说“如果换一种思路行不行”的探讨却几乎没有。这对于需要深挖底层原理的C++学习者来说，是个硬伤。编程题的测试用例设计也略显保守，总感觉是按照教材的标准答案在出题，缺乏那种能把人逼到绝境的边缘测试案例。我试着自己变通了一下某个链表操作的思路，结果发现书上的标准答案几乎是唯一被认可的解法，这似乎限制了我们对程序设计灵活性的探索。如果能针对每道重点题提供至少两种以上的解题思路分析，或者加入一些关于时间复杂度、空间复杂度的对比讨论，这本书的价值会提升一大截。

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我购买这本书的初衷是想找一本能够覆盖从入门到精通全过程的辅导资料，因为我的时间比较充裕，希望能借此机会彻底搞懂C++的面向对象精髓。遗憾的是，这本书的“全程辅导”更多体现在“全程覆盖考点”上，而非“全程培养能力”上。在我看来，一个好的辅导书应该能够引导读者从底层逻辑出发，构建起完整的知识体系。这本书的结构更像是把知识点拆解成了许多独立的小模块，然后针对每个模块给出针对性的解题技巧。例如，对于面向对象编程的封装、继承和多态，书中的讲解更多的是停留在C++语法层面如何实现这些特性，例如重载函数、虚函数的使用，但对于为什么需要这些特性，它们在大型软件工程中扮演了怎样的角色，这些宏观层面的价值挖掘得不够深入。因此，对于那些有志于未来从事C++开发工作，期望通过二级考试作为敲门砖的读者，这本书或许能帮你顺利通过测试，但要指望它能让你在面试中游刃有余地谈论设计模式或者底层性能优化，恐怕还得另寻高明之法。这本书的价值，更贴切地说，是一份高效的“应试指南”，而不是一份“能力培养蓝图”。

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作为一名计算机专业的学生，我对教材的严谨性和准确性有非常高的要求。这本书整体的知识体系结构是符合国家二级考试大纲的，这一点毋庸置疑。但我在阅读过程中，发现了一些小瑕疵，这些细节上的失误在关键时刻可能会误导考生。比如在讨论STL（标准模板库）的使用时，对于某些容器（比如`vector`的动态扩容机制）的描述，似乎引用了一些略微过时或者不够精确的定义。对于追求精益求精的考生而言，这种似是而非的表述是需要警惕的。此外，书中对于C++11、C++14引入的新特性讲解得比较保守，大部分内容还是围绕C++03的标准展开，这在当前的考试环境下，显得有些滞后。毕竟现代C++的很多便捷写法可以大大简化代码量，提高编程效率，但这本书在这方面的引导不足。我希望未来的修订版能够与时俱进，哪怕只是在附录中增加一小节对新标准的介绍，对提升考生应对复杂考题的能力都会有显著帮助。

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这本号称“全程辅导”的C++教材，坦白说，我是在考前最后一个月才抱佛脚临时买的。当时的心态就是，能不能抓住重点，把那些必考的知识点囫囵吞枣地塞进去就好。拿到书时，首先注意到的是它的排版，设计得还算紧凑，信息密度很高，看得出编者是想把所有能考的东西都塞进来。不过，对于一个基础薄弱的考生来说，这种“大而全”反而成了一种压力。书中对于基础概念的解释，比如指针、引用、内存管理这些C++的“硬骨头”，讲得略显单薄，更像是给已经学过一遍的人用来复习和查漏补缺的工具，而不是真正的入门指南。我花了好大力气才啃下数据结构那几章，里面的算法伪代码和C语言的影子还是比较重，对于C++特有的面向对象特性，比如继承和多态的深入剖析，总觉得差了那么一点火候。特别是上机考试那部分，光有理论讲解和例题，实战模拟的环节设计得不够丰富，让人在面对实际编程环境时，总有一种“纸上谈兵”的感觉，实践指导性上还有待加强。总的来说，它更像一本详尽的“考点速查手册”，而不是一本能够让人真正理解C++精髓的“辅导书”。

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