Problem Solving, Abstraction and Design Using C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:Friedman, Frank L./ Koffman, Elliot B.

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 129.95

装帧:Pap

isbn号码:9780321450050

丛书系列:

图书标签:

• C++
• Problem Solving
• Abstraction
• Design
• Programming
• Computer Science
• Data Structures
• Algorithms
• Object-Oriented Programming
• Software Development

《代码的艺术：使用 C++ 探索算法、数据结构与软件工程的基石》 本书并非一本循规蹈矩的 C++ 入门教材，而是旨在为那些渴望深入理解编程本质，掌握构建高效、可维护软件的必备技能的读者提供一条进阶之路。我们不拘泥于 C++ 语言的语法细节，而是将其视为一种强大的工具，聚焦于如何运用它来解决复杂问题，培养严谨的软件设计思维，以及提炼出跨越语言障碍的通用计算范式。 核心理念：从问题到解决方案的思维转型 本书的灵魂在于“问题解决”的哲学。我们坚信，优秀的程序员并非仅仅是语言的熟练工，更是富有创造力的思想家。因此，我们将引导读者经历一个完整的从识别问题、分析问题、拆解问题到设计解决方案的全过程。这包括： 问题分析的深度挖掘： 我们会通过一系列精心设计的案例，训练读者如何精确地理解问题需求，识别其中的关键约束和潜在陷阱，并将其转化为清晰的计算模型。 抽象思维的锻造： 抽象是软件工程的基石。本书将深入探讨如何识别问题的共性，提取出独立于具体实现的通用概念（如数据结构、算法模式），从而构建出灵活、可复用的代码。读者将学会从繁杂的细节中抽丝剥茧，抓住问题的本质。 系统性设计原则： 良好的设计并非一蹴而就，而是遵循一系列行之有效的原则。我们将剖析模块化、封装、接口、低耦合、高内聚等核心设计理念，并展示如何在 C++ 中实践这些原则，以创建易于理解、修改和扩展的软件系统。 C++ 的力量：实现高效与优雅的解决方案 C++ 以其强大的性能、灵活的内存管理以及丰富的语言特性，成为实现复杂算法和高效数据结构的理想选择。本书将 C++ 的运用置于解决问题的语境下，侧重于： 数据结构精讲与应用： 我们将不仅仅介绍数组、链表、栈、队列等基础数据结构，更会深入探讨树（二叉树、平衡树、堆）、图（邻接矩阵、邻接表）以及哈希表等高级结构，并结合实际问题分析它们的适用场景、性能特点以及实现技巧。读者将学会根据问题需求选择最合适的数据结构。 算法设计与分析的智慧： 算法是解决问题的核心。本书将涵盖排序（快速排序、归并排序）、搜索（二分查找、深度优先搜索、广度优先搜索）、动态规划、贪心算法等经典算法范式。更重要的是，我们将强调算法的效率分析（时间复杂度和空间复杂度），以及如何根据问题规模和性能要求来权衡和选择最优算法。 面向对象设计的实践： C++ 的面向对象特性是构建大型、复杂软件的关键。我们将重点讲解类、对象、继承、多态、接口等概念，并示范如何运用它们来组织代码、管理复杂性，并实现代码的可维护性和可扩展性。 泛型编程的威力： 模板是 C++ 强大的元编程工具。本书将引导读者理解泛型编程的思想，掌握如何编写通用算法和数据结构，从而提高代码的复用率和类型安全性。 内存管理与性能优化： C++ 提供了对内存的精细控制，这是其性能优势的来源。我们将探讨智能指针、 RAII（资源获取即初始化）等现代 C++ 的内存管理技术，以及如何在必要时进行性能剖析和优化，以编写出高效可靠的代码。 超越语法：培养软件工程素养 本书的终极目标是帮助读者建立起扎实的软件工程素养，这包括： 代码的可读性与可维护性： 我们将强调清晰的命名、一致的代码风格、恰当的注释以及合理的模块划分，这些都是编写易于他人（包括未来的自己）理解和维护的代码的关键。 调试与测试的艺术： 编写出没有 bug 的代码几乎是不可能的。本书将介绍有效的调试策略，以及如何通过单元测试、集成测试来验证代码的正确性，从而提升软件的质量。 设计模式的启迪： 经典的软件设计模式是前人智慧的结晶。我们将通过实例介绍一些常用的设计模式（如工厂模式、单例模式、观察者模式等），并说明它们在解决特定软件设计问题时的应用价值。 理解大型项目的挑战： 虽不直接讲解大型项目开发，但本书所传授的问题解决思路、设计原则和代码组织方式，都为读者将来面对大型、复杂的软件项目打下坚实的基础。 适合读者： 本书适合那些已经掌握 C++ 基础语法，并渴望将编程技能提升到新高度的学习者。如果您是一名计算机科学专业的学生，希望深入理解算法和数据结构；如果您是一名在职开发者，希望提升软件设计能力和代码质量；如果您是一名对编程充满热情、希望掌握解决复杂问题能力的独立学习者，那么本书将是您不可多得的指南。 通过本书的学习，您将不再仅仅是 C++ 代码的编写者，而是能够自信地运用 C++ 这个强大的工具，去分析问题、设计优雅的解决方案，并构建出稳定、高效、可维护的软件。

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初次翻开时，我被它的标题所吸引——“问题解决、抽象与设计”。这三个词汇涵盖了编程的核心。这本书的实践性体现在它对“问题解决”过程的细致解剖上，远超一般教材的范畴。它似乎默认读者已经掌握了基础的语法，转而将重点放在了如何将一个现实世界中混沌的“需求文档”，通过一系列逻辑过滤和信息提炼，转化为一个可以被计算机有效处理的“模型”。这种转化过程，是衡量一个优秀程序员与普通编码员的关键分水岭。书中提供的许多练习题，都不是那种输入数字、输出结果的简单算术题，而是要求你先定义问题域、选择合适的抽象边界，再开始设计接口。这种强调“先思考，再编码”的训练模式，极大地锻炼了我的逻辑清晰度和结构化思维。读完后，我感觉自己写出的代码不仅能跑起来，而且在逻辑层面上站得更稳了，仿佛给自己的思维打上了一层坚固的骨架。

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这本书的语言风格颇具挑战性，它拒绝迎合那些寻求快速速成或“干货”的读者。如果你期待的是那种每章都有清晰代码片段和即插即用解决方案的教程，你可能会感到有些失望。它的叙述节奏缓慢而沉稳，充满了对计算机科学本质的深刻反思。我感觉作者是在用一种近乎哲学家的口吻，探讨计算思维的边界与潜力。在某些章节，它甚至开始讨论逻辑完备性和算法复杂度背后的数学基础，这要求读者必须保持高度的专注力，不能有丝毫的走神。说实话，我花了不少时间去反复咀嚼一些定义和证明，但正是这种“慢读”，让我对“抽象”二字的理解不再停留在表面。对于那些希望深入理解程序运行机制，而不是仅仅停留在应用层面的读者，这本书无疑是一座宝库，尽管攀登过程略显崎岖。它需要你投入时间去思考，去质疑，而不是被动接受。

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我是在一个急需提升系统设计能力的阶段接触到这本书的，坦白说，我对C++语言本身已经有了一定的熟练度，但总感觉在将一个庞大的需求转化为清晰、可维护的代码架构时力不从心。这本书的“设计”部分，恰如其分地填补了我的知识空白。它没有过多纠缠于C++11、17的新特性，反而更侧重于软件工程的基本原则——关注点分离、接口与实现的分离等。书中对于如何将一个模糊的“问题”提炼成一组清晰的“抽象”模型，并最终用代码实体化的过程，描述得极为详尽。我记得有一个关于模拟复杂系统的案例，作者没有直接给出最优解，而是展示了几个不同设计思路的演化过程，并分析了每一步选择的利弊。这种开放式的讨论，让我意识到，好的设计往往是权衡的艺术，而不是非黑即白的标准答案。对于有一定经验的开发者来说，这本书更像是一本高级研讨会记录，让你重新审视自己过去粗糙的设计决策。

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作为一名偏向硬件和嵌入式系统开发的工程师，我通常对纯粹的软件工程理论抱持一种敬而远之的态度，总觉得过于理论化，脱离了资源受限的实际场景。然而，这本书成功地在我面前构建了一座桥梁。它并没有回避底层资源的限制，反而在讨论抽象层次时，巧妙地融入了诸如内存布局、编译时优化等与系统性能息息相关的内容。例如，它在讲解面向对象的多态实现时，会涉及到虚函数表的开销，这对于我们这类需要精细控制性能的领域是至关重要的信息。这本书的价值在于，它证明了优秀的抽象设计，不仅是代码整洁的需要，更是高效能软件的基石。它让我开始反思，我们在嵌入式领域中那些看似“高效”的手写优化，是否恰恰破坏了更高层次的可维护性和扩展性。这种自上而下和自下而上结合的视角，让这本书在我的工具箱中占据了独特的地位。

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这本书的结构严谨得让人印象深刻，尤其是在处理抽象化思维的引导上，作者似乎有着一套独特的教学哲学。阅读过程中，我发现它并非那种教科书式的知识堆砌，而是更像一位经验丰富的导师，循序渐进地将复杂的概念拆解开来，再引导读者亲手将它们重新构建。例如，书中对于数据结构和算法的讲解，总是先从现实世界中的问题入手，这极大地降低了初学者的理解门槛。它并没有急于展示C++的各种高级特性，而是耐心地铺垫了面向对象编程的核心思想。我特别欣赏作者在讲解继承和多态时所采用的隐喻和类比，使得这些抽象的概念变得触手可及。对于那些习惯了死记硬背语法规则的读者来说，这本书的思维导向型学习方法或许需要一点时间去适应，但一旦你掌握了它的节奏，你会发现自己在解决问题时，看待问题的角度都发生了根本性的变化。它教会的不是“如何用C++做某事”，而是“如何用计算机科学的思维去思考解决问题的步骤”。这种底层逻辑的构建，比单纯掌握一门语言的语法要宝贵得多。

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