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出版者:Springer-Verlag New York Inc

作者:Bentley, Kim

出品人:

页数:489

译者:

出版时间:

价格:$ 168.37

装帧:HRD

isbn号码:9783540253785

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 编程
• 接口
• 软件开发
• 计算机科学
• 技术
• 编程语言
• 系统编程
• 代码
• 学习

《代码的交响：C++ 深度解析与实践》 简介： 这是一本专为那些渴望深入理解 C++ 语言精髓，并将其力量娴熟运用于实际开发的读者而设计的。本书并非泛泛而谈的语言语法罗列，而是带领读者踏上一段探索 C++ 核心机制、设计模式以及现代开发实践的旅程。我们将剥开抽象的表象，深入探究 C++ 内存管理、并发模型、泛型编程的底层逻辑，以及如何在复杂项目中有效地应用这些知识。 内容概览： 第一部分：基石重塑——深入理解 C++ 核心 内存的舞蹈： 我们将从最根本的内存模型出发，详细剖析栈（Stack）、堆（Heap）以及全局/静态存储区的运作方式。理解指针、引用、智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）的生命周期管理，以及如何避免常见的内存泄漏和悬垂指针问题，是高效 C++ 编程的基石。本书将通过生动的例子和深入的解释，帮助你真正掌控内存。 对象的生命： 从构造函数、析构函数到拷贝构造函数、拷贝赋值运算符，我们深入探讨对象的创建、销毁和复制过程。理解 RVO (Return Value Optimization) 和 NRVO (Named Return Value Optimization) 的原理，以及如何编写高效且遵循“资源获取即初始化”（RAII）原则的类，是构建健壮 C++ 代码的关键。 函数的力量： 超越基础函数调用，我们将深入研究函数重载、默认参数、可变参数模板、lambda 表达式等高级特性。理解函数指针和函数对象的概念，以及它们在回调、事件处理和函数式编程风格中的应用。 类型之旅： C++ 的类型系统强大而复杂。本书将详细讲解类型转换的隐式与显式机制，深入分析 `const` 和 `volatile` 的作用，以及如何利用 `typedef` 和 `using` 别名简化复杂的类型声明。我们还会探讨类型萃取（Type Traits）在模板元编程中的重要性。 第二部分：抽象的艺术——模板与泛型编程 模板的魔法： 泛型编程是 C++ 的核心竞争力之一。我们将从类模板和函数模板的编写入手，逐步深入到模板特化、偏特化等高级技巧。理解模板实例化和链接过程，以及如何通过模板设计出可复用、高性能的代码库。 元编程的奥秘： 模板元编程（Template Metaprogramming）允许我们在编译时执行计算，实现更高效的代码生成和优化。本书将介绍类型列表、编译时条件判断、编译时递归等元编程技术，并展示它们在类型安全、编译时断言等方面的强大应用。 STL 的深度探索： 标准模板库（STL）是 C++ 工程师的瑞士军刀。我们不仅会介绍容器（`vector`, `list`, `map`, `set` 等）、迭代器、算法（`sort`, `find`, `transform` 等）的基本用法，更会深入分析它们的内部实现原理、时间复杂度以及适用场景。理解 STL 的设计哲学，将帮助你更有效地选择和使用这些工具。 第三部分：并发世界的挑战——多线程与同步 线程的诞生与协作： 在多核处理器成为标配的今天，并发编程至关重要。本书将详细介绍 C++11 及更高版本提供的线程支持（`std::thread`, `std::async`, `std::future`, `std::promise`）。我们将探讨线程的创建、管理、同步与通信机制。 同步的艺术： 并发带来的最大挑战是数据竞争。我们将深入讲解互斥锁（`std::mutex`, `std::recursive_mutex`）、条件变量（`std::condition_variable`）、读写锁（`std::shared_mutex`）等同步原语的使用，以及如何避免死锁和活锁。 原子操作的优雅： 对于某些简单的并发操作，使用原子类型（`std::atomic`）可以提供更轻量级的同步机制，避免锁的开销。本书将详细介绍原子类型的用法和内存序（Memory Order）的概念，帮助你编写更高效的并发代码。 第四部分：现代 C++ 的设计哲学 面向对象的高级特性： 除了基础的类、继承和多态，我们将深入探讨虚函数、纯虚函数、抽象类、接口的实现，以及多重继承可能带来的挑战。理解拷贝控制（Copy Control）与继承的关系，是构建复杂面向对象系统的关键。 面向接口编程： 强调“依赖倒置原则”（DIP）和“面向接口编程”的思想，通过抽象基类、接口类和策略模式等，解耦组件，提高代码的可维护性和可扩展性。 设计模式的实践： 本书将精选 C++ 开发中最常用、最实用的设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式、装饰器模式、适配器模式等，并结合实际代码示例，讲解它们的适用场景、优缺点以及在 C++ 中的具体实现。 RAII 与异常安全： 深入理解 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 原则，将其贯穿于资源管理（文件句柄、网络连接、内存等）的始终，是编写安全、健壮 C++ 代码的基石。我们将详细讲解如何实现异常安全（Exception Safety）的类和函数，包括基本保障、强异常保障和无异常保障。 目标读者： 本书适合有一定 C/C++ 基础，希望系统性地提升 C++ 技能，掌握现代 C++ 开发实践的程序员，包括： 希望深入理解 C++ 核心机制以优化性能的开发者。 需要编写高并发、高可用性系统的工程师。 追求代码质量、可维护性和可扩展性的软件架构师。 正在学习或准备参加 C++ 相关技术面试的工程师。 通过阅读本书，你将能够： 精准掌控内存： 彻底理解 C++ 的内存模型，自信地进行内存管理。 驾驭并发： 编写安全、高效的多线程程序，充分利用多核处理器的优势。 写出优雅的代码： 运用模板和泛型编程，实现高度复用和灵活的抽象。 构建健壮的系统： 掌握设计模式和异常安全原则，编写可维护、可扩展的软件。 拥抱现代 C++： 熟练运用 C++11, C++14, C++17, C++20 等新标准特性，编写更简洁、更高效的代码。 本书将以严谨的理论结合大量的实例，带领你穿越 C++ 的广阔天地，领略其深邃的魅力。

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初次翻开这本书时，我本以为会是一部枯燥的工具书，但很快，我就被其中那种近乎哲学思辨的编程态度所吸引。它探讨的重点是如何让代码“为未来服务”，而不是仅仅满足当前的编译要求。作者在讲解特定特性时，总能引出关于“为何如此设计”的历史背景和设计哲学，这使得学习过程充满了探索的乐趣。最让我印象深刻的是关于模板元编程（Template Metaprogramming）那一章，它没有停留在展示如何写出花哨的编译期计算，而是将其置于类型安全和零开销抽象的大背景下去讨论。这种高度抽象的讨论，迫使我重新审视C++语言的本质——它如何平衡高性能的底层控制与高级抽象的表达力。读完后，我发现自己看代码的角度都变了，不再只是关注“这段代码能跑起来”，而是开始思考“这段代码的类型系统是否足够精确和高效？”这本书的行文流畅，虽然主题深刻，但作者擅长使用类比和现实世界的例子来解释复杂的概念，使得即便是首次接触某些高级主题的读者也能逐步跟上思路。它不像是一本技术手册，更像是一位经验丰富的大师，耐心地引导你进入一个更高维度的思考空间，极大地提升了我的抽象思维能力。

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这本书的编辑和排版也体现了对读者的尊重。不同于许多技术书籍排版紧凑、阅读体验不佳的情况，这本书在关键的代码块和设计模式的图示上给予了足够的空间和清晰度。更重要的是，它成功地将抽象的编程理论与具体的、可运行的代码案例完美结合起来。每一次概念的引入，紧接着的就是一段经过仔细验证的、能够演示该概念工作原理的C++代码片段。这种“理论先行，实践验证”的结构，极大地巩固了学习效果。它不是那种读完一遍就能搁置一旁的书，而是那种你会不断地在项目开发中查阅、参考，并从中获得新感悟的“工具箱”。特别是书中对一些经典设计模式（如工厂、观察者等）在C++新特性支持下的现代化重构思路，提供了极具前瞻性的视角。对于希望将自己的C++技能从“能用”提升到“精通”的工程师而言，这本书就像是一份精心准备的训练计划，它系统性地重塑了你对如何优雅、高效地利用这门语言的认知，绝对是值得反复研读的传世之作。

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坦白说，这本书的阅读门槛不低，它要求读者对并发编程和操作系统原理有一定的认知基础。但正是这种高要求，保证了其内容的含金量。它深入探讨了现代C++在处理多核并行化时的陷阱和解决方案，特别是关于原子操作（Atomics）和内存模型（Memory Model）的部分，写得尤为精彩。作者没有选择性地避开那些晦涩难懂的规范细节，而是直面它们，并用清晰的图示和精心构建的竞态条件例子来展示如果不严格遵守规则会发生什么灾难性的后果。这种直面困难的勇气，使得这本书远超市面上那些将并发处理得过于简化的书籍。读到关于“数据竞争”的章节时，我深感震撼，它让我意识到，在多线程世界里，我们对“顺序”的理解是多么脆弱。这本书不仅仅是教你如何使用`std::mutex`，而是教你如何在设计锁粒度和同步机制时，提前预见并规避那些隐藏在并发代码深处的幽灵。它培养的是一种“健忘的防御性”编程心态，这对于构建稳定可靠的分布式或并行应用至关重要。

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这本书的价值体现在它对“性能敏感型编程”的极致追求上。在如今的计算环境中，硬件的进步速度已经开始放缓，软件层面的优化变得尤为重要。这本书没有浪费篇幅去介绍那些已经被现代编译器或标准库完美封装好的“玩具”特性。相反，它聚焦于那些直接影响运行时开销的关键领域，例如，如何最大限度地利用CPU缓存的局部性原理，如何设计数据结构以适应 SIMD（单指令多数据流）的并行计算模式，以及在特定场景下，使用`volatile`或内存屏障的精确时机。我感觉作者对底层硬件架构有着深入的理解，并将这些知识巧妙地融入到了C++的编程实践中。对于从事游戏引擎、高性能计算（HPC）或实时系统开发的同行来说，书中提供的代码示例和性能分析技巧简直是无价之宝。它教会你如何“听懂”编译器在做什么，以及如何通过代码的细微调整，撬动巨大的性能提升。这是一种超越语言特性的，对整个计算栈的掌握，让阅读者真正有能力去优化那些“看不见”的瓶颈。

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这本书绝对是为那些渴望深入理解现代软件架构和设计模式的程序员准备的宝典。它的核心魅力在于，它不满足于仅仅教授语法，而是将C++语言作为一种强大的工具，去构建那些在实际工程中具有高可维护性和高性能的复杂系统。作者的叙述方式极为严谨，每一个技术点都像是经过了精心的打磨和推敲，直接触及了高级软件开发中的痛点。我特别欣赏书中对于“资源管理”和“生命周期控制”的讨论，这些内容远超出了教科书的范畴，真正体现了实战经验的沉淀。例如，书中对RAII（资源获取即初始化）原则的阐述，不仅仅是定义了它是什么，更深入地剖析了它如何在多线程环境和异常安全场景下，作为一把利剑，斩断内存泄漏和资源未释放的风险。阅读过程中，我仿佛能看到作者在大型项目中亲身实践并总结出来的最佳实践。它要求读者具备一定的C++基础，但对于那些已经熟悉了基础语法，却苦于无法将知识转化为稳健架构的人来说，这本书无疑是搭建起通往“架构师”思维模式的桥梁。它教会我的，是如何用更少的代码实现更健壮的功能，这才是衡量一个优秀程序员的标准。这种对细节的把控和对整体结构的宏观把握能力，是任何速成指南都无法提供的深度。

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