Applied Data Structures with C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Jones & Bartlett Pub

作者:Smith, Peter

出品人:

页数:692

译者:

出版时间:2004-2

价格:$ 220.29

装帧:Pap

isbn号码:9780763725624

丛书系列:

图书标签:

• programming
• 数据结构
• C++
• 算法
• 编程
• 计算机科学
• 数据存储
• 数据组织
• 面向对象编程
• STL
• 代码实现
• 性能优化

《面向对象软件设计与实现：使用C++构建健壮的系统》 导言 在当今快速迭代的软件开发领域，构建不仅功能强大，而且易于维护、扩展和理解的系统至关重要。本书《面向对象软件设计与实现：使用C++构建健壮的系统》正是一本专注于传授如何运用面向对象编程（OOP）的核心原则和现代C++特性，来设计和实现复杂、高品质软件的实战指南。它不侧重于底层数据结构的微观优化，而是将焦点放在更高层次的系统架构、设计模式的有效应用，以及如何利用C++语言的强大能力来表达清晰、可靠的设计意图。 本书的读者群体主要面向有一定C++基础，渴望从“能写代码”迈向“能设计好系统”的软件工程师、架构师以及计算机科学专业的学生。我们假设读者已经熟悉C++的基本语法、内存管理（指针、引用、RAII）和基础的类与对象概念。本书的目标是填补理论与实践之间的鸿沟，教会读者如何像经验丰富的软件建筑师一样思考。 第一部分：C++现代范式与基础重塑 在深入设计之前，我们需要确保对现代C++（C++11/14/17/20）的关键特性有扎实的理解，这些特性是实现高效、安全设计的基石。 第1章：拥抱现代C++：超越传统C++的范式转变 本章首先回顾C++语言在近十年来的重大演进。我们将重点讨论智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）如何彻底改变资源管理范式，实现零内存泄漏的健壮代码。随后，深入探讨移动语义（Move Semantics），理解`lvalue`和`rvalue`引用、右值引用、`std::move`以及构造函数和赋值运算符的完美重载，这是提升性能、避免不必要深拷贝的关键技术。最后，我们将介绍Lambda表达式及其在函数式编程风格在C++中的应用，为后续设计模式中的回调和策略实现打下基础。 第2章：类型系统与编译期编程的威力 一个健壮的系统必须在编译期捕获尽可能多的错误。本章聚焦于C++强大的类型系统。我们将详细解析`const`正确性在不同上下文中的应用，确保数据流的明确性。核心内容将围绕模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）的现代应用，包括使用`std::enable_if`, SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）原理，以及C++20引入的Concepts，如何利用它们来约束模板参数，使模板代码更加易读且错误信息更加友好。这部分内容旨在将类型安全提升到新的高度。 第二部分：面向对象设计的核心原则与实践 面向对象设计的质量，很大程度上取决于对“好设计”原则的深刻理解和恰当应用。本部分将深入探讨设计的基础，并将其转化为可执行的C++代码。 第3章：SOLID原则的深入剖析与C++实现 我们将逐一解析SOLID五大原则：单一职责（SRP）、开放/封闭（OCP）、里氏替换（LSP）、接口隔离（ISP）和依赖倒置（DIP）。对于每个原则，我们不仅会讨论其理论意义，更会提供反面案例（“坏代码”）和使用现代C++特性（如纯虚函数、抽象基类、依赖注入）重构后的“好代码”。重点强调如何使用多态性来满足OCP和LSP，并通过依赖注入（DI）容器（或手动实现轻量级DI）来实践DIP。 第4章：设计模式的实战运用：结构与行为 本章是本书的实践核心。我们不会罗列所有设计模式，而是挑选那些对构建大型系统至关重要的模式进行深度解析： 结构型模式： 深入讲解桥接（Bridge）模式如何解耦接口与实现，使层次结构更灵活；适配器（Adapter）模式如何整合遗留或第三方组件；以及装饰器（Decorator）模式在不修改原有类的情况下动态增加职责的应用。 创建型模式： 重点分析工厂方法（Factory Method）和抽象工厂（Abstract Factory）在创建对象族时的职责划分。同时，探讨单例（Singleton）模式的现代陷阱与替代方案（如Meyers Singleton和使用模块化保证唯一性）。 行为型模式： 详细阐述策略（Strategy）模式如何利用Lambda或函数对象实现算法的互换；观察者（Observer）模式在事件驱动系统中的实现；以及命令（Command）模式如何封装请求以支持撤销/重做功能。 第三部分：系统级设计与模块化 一个健壮的系统不仅依赖于好的类设计，更依赖于清晰的模块边界和有效的沟通机制。 第5章：解耦与高内聚：组件化设计 本章关注如何将大型系统分解为易于管理的组件。讨论高内聚、低耦合的实际衡量标准。重点介绍如何使用C++模块（C++20 Modules）替代传统的头文件依赖，实现更快的编译时间和更清晰的依赖关系。我们将探讨接口设计——如何设计具有清晰边界和最小化暴露面的公共API，以及如何使用Pimpl（Pointer to Implementation）惯用法来前置声明隐藏私有实现细节，进一步降低编译依赖性。 第6章：异常安全与资源管理哲学 软件的健壮性在面对错误时暴露无遗。本章系统阐述异常安全保证（Exception Safety Guarantees）：基本（Basic）、强大（Strong）和无抛出（Nothrow）。我们将复习RAII的威力，并探讨如何在复杂操作中确保资源（内存、文件句柄、锁）在异常发生时得到正确释放。介绍如何利用`std::lock_guard`和`std::scoped_lock`等工具，确保并发操作的正确性。 第7章：并发模型与现代同步原语 在多核时代，正确处理并发至关重要。本书不深入操作系统级别的线程调度，而是聚焦于C++标准库提供的工具。讲解`std::thread`的基本使用，并深入剖析互斥锁（`std::mutex`）、条件变量（`std::condition_variable`）和未来（`std::future`/`std::promise`）。特别强调原子操作（`std::atomic`）在实现无锁或低锁数据结构中的关键作用，以及如何利用它们避免死锁和竞态条件。 结论：持续改进的架构思维 本书最后总结了从设计到实现的整个流程，强调软件设计是一个持续迭代的过程。成功的系统需要不断根据反馈重构、优化其设计结构。读者将带着一套完整的工具箱——现代C++特性、SOLID原则、核心设计模式和模块化策略——来应对现实世界中最具挑战性的软件工程问题，构建出经得起时间考验、易于演进的健壮系统。

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我花了整整一个月的时间啃完了《**高效算法与复杂性分析导论**》，说实话，这本书的深度和广度远超出了我的预期，尤其是它对算法效率评估的深入剖析，简直是教科级别的典范。书中对时间复杂度和空间复杂度的讨论，不再是停留在那个“大O表示法”的皮毛上，而是深入到了常数因子和渐进行为的细微差别。例如，在讲解快速排序的平均情况和最坏情况时，作者不仅给出了严格的数学推导，还引入了概率论的视角来解释为什么在随机数据下它表现优异，同时还详细对比了三种不同的枢轴选择策略对性能的实际影响。我特别欣赏它在高级数据结构部分的处理方式，比如 B 树和红黑树，它没有仅仅停留在结构定义上，而是将这些结构放在数据库索引和内存管理等实际应用场景中进行剖析，让你清晰地看到为何需要这些复杂的自平衡机制。这本书的难度梯度设计非常合理，从基础的排序算法，稳步推进到图论中的最短路径算法（Dijkstra、Bellman-Ford），再到动态规划的精妙应用，每一个知识点都像是被精心打磨过的宝石，逻辑严密，毫无冗余。如果你想从“会用”算法到“精通”算法的分析和优化，这本书提供了无可替代的理论基石。

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阅读《**并行计算环境下的数据访问优化策略**》这本书，让我对现代多核处理器上的数据存取有了脱胎换骨的认识。这本书的关注点明显超越了传统单线程算法的范畴，深入到了缓存一致性、内存屏障和伪共享等底层硬件交互层面。它详细分析了为什么在多线程环境中，即便是最优的时间复杂度算法，也可能因为错误的内存访问模式而性能急剧下降。书中对“局部性原理”的阐述非常到位，它不仅区分了时间局部性和空间局部性，还结合现代CPU缓存行的大小，给出了实际的代码优化案例，比如如何通过数据对齐来避免缓存行抖动。对于像我一样，经常需要处理大规模数据集和高性能计算（HPC）任务的工程师来说，这本书提供的洞察是无价的。它没有过多纠缠于基础的链表或树的重新实现，而是聚焦于如何让这些结构在并行执行时能够高效协作。作者在解释原子操作和锁粒度选择时非常谨慎，强调了权衡同步开销与并发收益的重要性。总而言之，这本书是连接经典算法理论与前沿并行架构之间的一座关键桥梁，对于追求极致系统性能的读者来说，是不可多得的宝藏。

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作为一个有一定经验的软件工程师，我原本以为市面上关于数据结构和算法的书籍都大同小异，直到我接触了《**离散数学视角下的数据组织**》。这本书的独特之处在于它极其强调数学基础，特别是集合论和图论在底层结构设计中的统治地位。它没有花费大量篇幅去展示C++的标准库实现，而是将重点放在了“为什么”这些结构要这样设计。例如，在讲解树结构时，它从图的连通性和环的概念入手，逐步推导出树的性质，而不是直接给出节点和指针的定义。书中关于布尔代数在逻辑门和布尔数组实现中的应用分析，简直是匠心独运，让我对位运算的效率有了全新的认识。此外，它对算法的正确性证明部分非常严谨，采用了严格的归纳法和反证法，这对于需要开发高可靠性系统的工程师来说至关重要。这本书的阅读体验是沉静而需要专注的，它不适合碎片化阅读，你需要准备好纸笔，去跟随作者一步步建立起严密的数学模型。对于那些追求极致性能、并希望从底层逻辑上理解软件运行效率的资深开发者而言，这本书无疑是一座值得攀登的高峰，它拓宽了我们对“结构”的哲学理解。

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这本《**计算结构与算法解析**》简直是为我这种刚刚踏入计算机科学领域的新手量身定做的！书中的第一部分，对基础数据结构的介绍简直是清晰到让人拍案叫绝。作者没有直接抛出复杂的代码实现，而是用了大量的图示和生活中的类比，比如将链表比作一串相互连接的钥匙扣，将树结构比作公司的组织架构图。我记得最清楚的是关于哈希表的那一章，以前我总觉得模运算和冲突解决很抽象，但这本书里，它通过一个“图书馆图书分类系统”的实例，把装载因子、开放寻址法和链式地址法讲得透彻明了，我甚至能想象出数据在内存中跳跃的样子。更重要的是，它非常注重理论与实践的结合，每一章后都有一些精心设计的编程练习，这些练习往往不是简单的重复实现，而是要求你思考在特定场景下，哪种结构是最优解，比如在处理实时股票报价时，优先队列（堆）的效率就体现得淋漓尽致。这本书的行文风格非常亲切、鼓励探索，绝不是那种冷冰冰的教科书，它真正做到了引导读者去“理解”结构，而不是死记硬背。对于想要打下坚实基础的初学者来说，这本绝对是首选的入门读物，它让晦涩的算法世界变得触手可及。

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我不得不说，《**面向对象设计中的数据结构映射**》这本书的视角非常新颖，它巧妙地将面向对象编程（OOP）的原则与数据结构的选择紧密地结合起来。它没有把数据结构视为孤立的实体，而是将其视为对象模型的内在支撑。书中对于接口（Interface）和抽象类在不同结构实现中的作用进行了详尽的探讨，这一点对于使用现代设计模式的开发者来说尤其宝贵。比如，书中对比了使用继承和使用组合来实现多态数据结构的不同优劣，这在处理异构数据集合时非常具有指导意义。作者花费了大量篇幅讨论如何在C++的类体系中有效地封装底层数据结构（如使用私有成员管理内部的内存布局），以确保外部调用者只能通过受控的公共方法来操作数据，从而保证了封装性的完整。我特别喜欢其中关于“容器适配器”的设计哲学部分，它解释了为什么标准的栈和队列通常是建立在链表或动态数组之上的，以及这种适配带来的设计灵活性。这本书的语言风格偏向于工程实践和架构思考，它教会我的不仅仅是如何实现一个算法，更是如何设计一套健壮、可扩展的数据结构驱动的软件框架。

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代码有错误，想上手编译的，选别的书吧

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