C++ How to Program, Fourth Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Harvey & Paul) Deitel & Associates

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2003-4-28

价格:USD 32.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780131425781

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 编程
• 入门
• 教学
• 第四版
• Deitel
• 程序设计
• 计算机科学
• 算法
• 数据结构
• 面向对象编程

深入探索现代软件工程的基石：面向对象的实践与精进 本书聚焦于当代软件开发领域至关重要的一系列核心技术与范式，旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的知识体系。我们相信，理解并精通这些工具和方法，是构建健壮、高效且可维护的复杂系统的先决条件。 第一部分：数据结构与抽象——高效组织的艺术 本部分着重于如何有效地组织和管理数据，这是任何软件项目性能与可扩展性的基石。我们不会停留在基础的数据类型层面，而是深入探究那些支撑大型应用运转的精密结构。 第零章：泛型编程与模板元编程初探 在深入具体容器之前，我们必须掌握泛型编程的强大力量。本章将详细阐述如何利用模板机制，编写与数据类型无关的代码。我们将探讨函数模板和类模板的定义、特化与偏特化，理解其编译时展开的机制。更进一步，我们将介绍模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）的基础概念，展示如何在编译期进行计算和决策，从而优化运行时性能，并实现静态断言（Static Assertions）。我们将分析TMP在类型特征（Type Traits）库中的应用，理解它们如何为复杂的类型操作提供基础。 第一章：动态内存管理与RAII范式 手动管理内存是软件工程中效率低下和错误频出的主要来源。本章将彻底剖析动态内存的生命周期，从堆（Heap）和栈（Stack）的底层区别讲起。我们将详尽讲解内存泄漏、悬空指针（Dangling Pointers）和双重释放（Double Free）等经典问题的成因。随后，本书的核心焦点将转向资源获取即初始化（Resource Acquisition Is Initialization, RAII）的实践。我们将深入研究标准库中智能指针的实现原理——`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`和`std::weak_ptr`。读者将学习如何通过定制删除器（Custom Deleters）和定制分配器（Custom Allocators）来扩展RAII的适用范围，确保文件句柄、网络连接甚至自定义资源都能被安全、自动地管理。 第二章：序列容器与迭代器的精细控制 我们将全面审视标准容器库（STL Containers）中的核心序列容器：`std::vector`、`std::deque`和`std::list`。重点将放在它们的内部内存布局、性能特征（如插入/删除的复杂度）以及在不同场景下的最优选择。本章的关键在于迭代器。我们不仅会介绍输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器的概念，更会讲解如何编写符合STL规范的自定义迭代器，以及审视`std::move_iterator`在优化数据迁移中的作用。理解迭代器失效（Iterator Invalidation）的规则至关重要，我们将通过大量代码实例来阐明何时以及为何某些操作会导致迭代器失效。 第三章：关联容器与查找优化 当数据需要快速检索时，关联容器成为首选。本章将深入探讨基于平衡二叉搜索树（如红黑树）实现的`std::map`和`std::set`，以及使用哈希表实现的`std::unordered_map`和`std::unordered_set`。我们将对比它们的平均和最坏情况下的时间复杂度。对于哈希容器，我们将详细分析散列函数的设计原则、冲突解决策略（如链地址法与开放定址法），以及如何为自定义类型提供高效的哈希函数。此外，我们还会介绍“查找的艺术”，包括`lower_bound`、`upper_bound`的精确使用，以及如何在性能敏感的应用中利用结构化绑定进行高效数据提取。 第二部分：软件设计与面向对象的高级实践 本部分旨在超越基础的类和对象定义，聚焦于如何利用面向对象原则构建出具有良好设计质量、易于扩展和维护的软件系统。 第四章：继承、多态与接口设计 我们将重访继承的“is-a”关系，并强调“组合优于继承”的设计哲学。本章的核心在于深入理解运行时多态的实现机制——虚函数表（vtable）和虚指针（vptr）的结构。我们将解析`virtual`关键字的真正含义，并详细讨论构造函数和析构函数中的虚函数调用行为，揭示其潜在的陷阱。设计模式中的“桥接模式”（Bridge）和“策略模式”（Strategy）将作为接口设计的典范进行剖析，展示如何通过抽象基类（Abstract Base Classes）实现松耦合。 第五章：操作符重载与表达式的语义扩展 操作符重载是语言特性中强大但易被误用的部分。本章将指导读者如何以一种符合直觉且符合语义的方式重载常见操作符，例如算术操作符、流插入/提取操作符（`<<`和`>>`）、下标操作符（`[]`）和成员访问操作符（`->`）。我们将严格区分成员函数重载和非成员函数重载（特别是友元函数的使用场景），并强调在重载赋值操作符（`=`）时必须遵循的“三/五法则”或更现代的“零/两/三法则”，确保资源安全和语义一致性。 第六章：异常处理与错误恢复策略 健壮的软件必须能够优雅地处理运行时错误。本章将提供一套关于异常处理的系统性指导。我们不仅会讲解`try-catch-throw`的基本语法，还会深入分析异常的传播机制、栈展开（Stack Unwinding）过程以及其对性能的影响。重点将放在何时使用异常，何时使用错误码的权衡艺术上。我们将探讨如何设计异常层次结构，并介绍如何利用现代语言特性（如`noexcept`规范）来向编译器提供保证，优化代码生成，同时确保资源在异常抛出时得到正确清理。 第三部分：现代语言特性与并发编程基础 本部分关注当前软件开发范式中最新的、提升效率和安全性的语言特性，并为进入并发和并行编程领域奠定必要的基础。 第七章：右值引用、移动语义与性能飞跃 理解“值语意”与“引用语意”是掌握现代性能优化的关键。本章将全面解析右值引用（Rvalue References）的概念，区分左值和右值。核心内容是移动语义（Move Semantics）：如何定义移动构造函数和移动赋值操作符，以及编译器如何自动生成它们。我们将通过实际案例（例如，大型`std::vector`的交换）演示移动语义带来的数量级性能提升，并探讨`std::forward`在通用函数模板中实现完美转发（Perfect Forwarding）的机制。 第八章：函数对象、Lambda表达式与算法的结合 函数对象（Functors）是实现策略和回调机制的经典方法。本章将详细分析函数对象的定义、函数调用操作符（`operator()`）的重载，并展示它们在STL算法中的应用。随后，我们将过渡到现代C++中更简洁的表达方式——Lambda表达式。我们将细致分解Lambda的语法结构，包括捕获子句（Capture Clause）的按值捕获与按引用捕获的细微差别，以及隐式捕获的风险。理解Lambda如何被编译器转化为幕后的函数对象，是掌握其底层行为的关键。 第九章：并发编程的起点：线程与同步原语 在多核处理器成为主流的今天，并发编程是必修课。本章将作为并发编程的坚实基础，首先介绍`std::thread`的创建、管理、分离（detach）与等待（join）。随后，我们将重点转向同步机制：互斥量（Mutex）的正确使用，包括`std::lock_guard`和`std::unique_lock`在管理锁生命周期中的RAII实践。我们还将介绍条件变量（Condition Variables）用于线程间的同步通信，以及原子操作（Atomic Operations）在避免锁竞争方面提供的轻量级解决方案。深入理解数据竞争（Data Races）的定义和避免方法，是编写安全并发代码的首要前提。 本书的编写风格侧重于“为何如此（Why）”和“如何做得更好（How to improve）”，而非仅仅停留在语法描述层面。它期望读者能够将所学知识应用于解决实际的工程难题，构建出既优雅又高效的下一代软件系统。

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