C Programming in the Berkeley Unix Environment

C Programming in the Berkeley Unix Environment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Prentice Hall
作者:R. Nigel Horspool
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1987-04
价格:USD 30.33
装帧:Paperback
isbn号码:9780131097605
丛书系列:
图书标签:
  • C语言
  • Unix
  • Berkeley
  • 编程
  • 计算机科学
  • 操作系统
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具体描述

深入理解现代软件开发的基石:数据结构与算法的精妙实践 本书将带您领略计算机科学的基石——数据结构与算法的魅力,并聚焦于如何在实际的软件开发环境中,特别是涉及高性能计算和系统级编程的场景中,高效地设计、实现和优化它们。 这是一本面向有一定编程基础,渴望将理论知识转化为强大工程能力的开发者的进阶指南。 第一部分:构建高效数据组织的蓝图 在软件系统的核心,数据才是真正的驱动力。本书的开篇将系统性地梳理和剖析那些支撑起复杂应用逻辑的必备数据组织结构。我们不会止步于教科书式的定义,而是深入探究每种结构在不同应用上下文中的性能权衡与实现细节。 章节一:动态内存管理与底层数组的精细控制 深入探讨 C 语言层面的内存模型,不仅仅是 `malloc` 和 `free` 的使用,而是理解堆、栈、静态存储区的生命周期和布局。我们将详细解析可变长数组(VLA)在现代编译环境下的行为,并重点教授如何手动实现健壮的、面向对象的动态数组(Vector)结构,包括自动扩容策略(如指数增长)的数学基础和实际编码实现。此外,本书将用大量的实践案例展示如何通过内存池(Memory Pooling)技术来规避频繁的小块内存分配带来的开销,这对于需要处理海量短生命周期对象的服务器应用至关重要。 章节二:链式结构的高级应用与陷阱 链表是基础,但本书关注的是双向链表、循环链表的优化应用。我们将重点讲解如何利用嵌入式链表(Intrusive Linked Lists)技术,在不增加额外内存开销的情况下,将数据结构集成到现有对象中,这在操作系统内核或高性能缓存设计中是常见的优化手段。同时,我们会用详尽的篇幅讨论悬垂指针(Dangling Pointers)的成因、调试方法,以及如何通过结构化编程避免其产生。 章节三:树形结构的深度探索与平衡之道 超越简单的二叉搜索树(BST),本书将聚焦于自平衡树,特别是红黑树(Red-Black Tree)和AVL 树的详细构造、插入和删除操作的旋转(Rotation)机制。我们将从零开始实现一个功能完备的红黑树,并重点分析其在持久化数据结构设计中的潜力。此外,针对大规模数据集的检索需求,我们将深入讲解B 树和 B+ 树的内部结构,结合文件系统和数据库索引的实际应用场景进行剖析。 章节四:散列(哈希)技术的艺术与工程 哈希函数远不止是求余运算。本部分将介绍多种优秀的通用哈希函数设计原理,例如 MurmurHash 和 FNV 算法,并讨论如何在设计哈希表时处理冲突解决策略,包括链式法、开放寻址法(线性探查、二次探查、双重哈希)。本书的亮点在于深入讲解一致性哈希(Consistent Hashing),并展示其在分布式缓存系统和负载均衡中的关键作用,帮助读者理解如何构建可伸缩的无状态服务。 第二部分:算法思维与性能优化实践 数据结构为组织数据,而算法则是操作数据的工具。本部分将着重于提升开发者的算法设计能力,并强调在真实计算环境中,时间复杂度与常数因子之间的微妙平衡。 章节五:排序算法的现实考量 我们不仅复习快速排序(QuickSort)和归并排序(MergeSort),更重要的是分析它们在缓存局部性(Cache Locality)上的表现差异。本书将详细介绍内省排序(Introsort)——一种结合了快速排序的平均性能和堆排序的坏情况保障的混合算法——的实现思路。对于外部排序场景,我们将讲解多路归并排序的原理,以及如何优化 I/O 操作。 章节六:图论算法在复杂系统建模中的应用 图是描述关系的最佳模型。我们将系统地讲解深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),并展示它们在连通性判断、拓扑排序中的应用。针对路径查找,本书将详尽剖析Dijkstra 算法的松弛操作和A 搜索算法中启发式函数的构建,结合 GIS 系统或网络路由协议的简化模型进行演示。 章节七:动态规划与贪心策略的边界 动态规划(DP)的精髓在于最优子结构和重叠子问题的识别。我们将通过经典的背包问题、最长公共子序列等案例,教会读者如何建立 DP 状态转移方程。对于贪心算法,本书强调如何证明贪心选择的正确性,并通过反例说明何时不应采用贪心策略,强调两者在问题求解范畴上的严格区分。 章节八:高级主题:并行计算与并发安全 在多核处理器时代,算法的性能瓶颈往往转移到并行化上。本书将介绍分治策略的并行化,并探讨如何在无锁(Lock-Free)或读写锁保护的环境下实现数据结构的并发访问。我们将分析内存屏障(Memory Barriers)对算法正确性的影响,以及如何利用原子操作来实现高效的计数器和队列,为构建高性能、多线程的底层服务打下坚实的基础。 结语:从实现到调优的工程循环 本书旨在培养读者“不仅知道如何实现,更知道为何如此实现”的工程思维。每一个数据结构和算法的选择,都应基于对目标系统资源限制(CPU 缓存、内存带宽、I/O 延迟)的深刻理解。通过大量的源码级剖析和性能对比实验,您将能够自信地为任何软件系统选择并优化其最合适的数据组织与处理逻辑。

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《C Programming in the Berkeley Unix Environment》这本书就像是一本“点石成金”的秘籍,它将C语言这门强大但又略显晦涩的语言,与Unix这个充满活力的操作环境有机地结合起来,从而释放出巨大的能量。作者在讲解C语言的预处理器指令时,不仅仅是介绍了`#define`、`#include`等基本用法,还将其与Unix的头文件和宏定义结合,解释了如何利用预处理器来编写可移植的、跨平台的C代码。书中对Unix的终端I/O控制,例如如何控制光标位置、如何改变文本颜色、如何捕捉键盘输入等,都提供了非常详细的C语言实现,并使用了`termios`结构体和相关的IOCTL命令。这对于编写交互式的命令行应用程序非常有帮助。我非常赞赏书中对Unix的线程同步机制的讲解,特别是对互斥锁(mutex)和条件变量(condition variable)的深入阐述,以及它们在多线程编程中的应用场景。通过这些讲解,我学会了如何编写能够安全地访问共享资源的并发程序,避免数据竞争和死锁。此外,书中还包含了一些关于Unix的系统信息获取,如CPU信息、内存信息、磁盘I/O信息等,并提供了相应的C语言接口来获取这些信息。这对于编写系统监控和管理工具非常有价值。

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我一直认为,要真正理解一门编程语言,就必须深入其赖以生存的运行环境。《C Programming in the Berkeley Unix Environment》这本书正是做到了这一点。它不仅仅是一本C语言的教材,更是一本关于如何在Unix这个高度发达的操作系统环境中运用C语言进行开发的实践手册。作者在讲解C语言的循环和条件语句时,就已经开始将它们与Unix的文件操作和系统命令结合,例如,如何使用循环来遍历目录中的文件,如何使用条件语句来根据文件属性执行不同的操作。书中对Unix的文件系统操作,如创建目录、删除文件、修改文件权限等,都提供了非常详细的C语言实现方法,并使用了`mkdir()`、`rmdir()`、`remove()`、`chmod()`等系统调用。这让我对Unix文件系统的底层操作有了更深的理解。更令我惊叹的是,书中还介绍了如何使用C语言来调用外部命令,例如使用`system()`函数来执行Unix shell命令,并讲解了如何捕获命令的输出和返回值。这使得C语言程序能够与Unix的各种命令行工具进行无缝集成,极大地扩展了C语言程序的应用范围。本书的另一个亮点是它对Unix的进程管理进行了非常详尽的讲解,包括进程的状态、进程的优先级、以及如何使用`nice()`和`renice()`函数来调整进程的优先级。这对于编写需要精细控制系统资源的应用程序非常重要。

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我一直在寻找一本能够将C语言的精髓与Unix系统的强大能力完美结合的书籍,而《C Programming in the Berkeley Unix Environment》恰恰满足了我的需求。这本书不仅仅是关于C语言的教程,更是一本关于如何在Unix这个强大的平台上驾驭C语言的实践指南。作者在讲解C语言的语法时,总是能巧妙地将其与Unix提供的系统服务联系起来,例如,在讲解字符串处理时,书中就引入了Unix的字符串处理函数,并对比了它们与标准C库函数的异同。更让我惊喜的是,本书深入讲解了Unix的信号处理机制,包括如何使用`signal()`和`sigaction()`函数来捕捉和处理各种系统信号,如中断信号(SIGINT)、终止信号(SIGTERM)等。这对于编写健壮的Unix应用程序至关重要,因为它涉及到程序的优雅退出和资源清理。此外,书中还对Unix的套接字编程进行了详细的介绍,从基本的TCP/IP套接字创建、连接、数据传输到UDP的广播和多播,都提供了清晰的示例代码和深入的解释。这对于我学习网络编程和分布式系统开发非常有帮助。作者还花了不少篇幅讲解了Unix的文件锁和同步机制,比如`flock()`和`fcntl()`函数,这对于编写多线程或多进程并发访问共享资源的程序是不可或缺的。本书的优点在于,它不是一本理论堆砌的书,而是充满了实际的、可运行的代码,并且这些代码都围绕着Unix环境展开。通过学习这本书,我不仅掌握了C语言的许多高级特性,更重要的是学会了如何利用Unix提供的强大工具和系统调用来构建高效、稳定的应用程序。

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我最近刚好读完了《C Programming in the Berkeley Unix Environment》,这本书在我的学习历程中扮演了一个非常重要的角色,它的内容对我理解C语言在Unix操作系统中的应用起到了至关重要的作用。 作者在讲解C语言的基础概念时,并没有停留在纯粹的语言语法层面,而是巧妙地将其与Berkeley Unix环境下的实际操作相结合,这一点是本书最让我印象深刻的地方。 比如,在介绍文件I/O时,书中不仅仅讲解了`fopen`、`fread`、`fwrite`这些标准的C库函数,还深入探讨了如何在Unix环境下使用`open`、`read`、`write`等系统调用,并详细解释了文件描述符的概念、权限管理以及不同文件类型(如普通文件、目录、设备文件)在Unix下的特殊处理方式。 更让我惊叹的是,作者通过丰富的示例代码,演示了如何在Unix Shell中编译和运行C程序,如何利用`make`工具进行项目管理,以及如何使用`gdb`进行调试。 这些实践性的指导,让我摆脱了那种“纸上谈兵”的感觉,真正体会到C语言在构建复杂系统中的强大能力。 书中对指针的讲解也相当深入,不仅仅是基本的内存地址操作,还详细阐述了指针在数组、字符串、函数以及数据结构(如链表、树)中的应用,并且结合了Unix系统中内存管理的一些基本原理,例如堆和栈的区别,以及虚拟内存的概念。 这种将理论与实践紧密结合的方式,使得我对C语言的理解更加透彻,也为我后续学习操作系统、网络编程等更高级的计算机科学领域打下了坚实的基础。 这本书的排版也很舒服,代码示例清晰易懂,注释也很到位,让我能够循序渐进地掌握每个知识点。 总而言之,《C Programming in the Berkeley Unix Environment》是一本真正能帮助读者将C语言知识融会贯通,并应用于实际Unix开发环境的优秀教材。

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在我看来,《C Programming in the Berkeley Unix Environment》这本书的价值在于它提供了一种“全局观”,让我能够从宏观到微观地理解C语言在Unix系统中的作用。作者在讲解C语言的数组和结构体时,就已经将它们与Unix的各种数据结构,如文件属性结构体(`struct stat`)、时间结构体(`struct tm`)等联系起来。书中对Unix的目录操作,如打开目录、读取目录项、定位目录项等,都提供了清晰的C语言实现,并使用了`opendir()`、`readdir()`、`closedir()`、`rewinddir()`等函数。这让我能够编写出能够浏览和管理文件系统的C程序。我特别欣赏书中对Unix的远程过程调用(RPC)和网络通信协议的介绍,尽管这是一个相对复杂的领域,但作者通过清晰的讲解和示例,让我能够理解如何使用C语言来实现基于TCP/IP和UDP的客户端-服务器模型,并介绍了Socket API的使用。这对于学习分布式系统和网络服务开发至关重要。此外,书中还涉及了一些关于Unix的性能优化和调试技巧,例如如何使用`profiling`工具来分析程序的性能瓶颈,以及如何使用`strace`和`ltrace`等工具来跟踪系统调用和库函数。这些实用的技巧,对于编写高效、稳定的C语言程序非常有帮助。

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在我接触《C Programming in the Berkeley Unix Environment》之前,我一直认为C语言的学习曲线非常陡峭,尤其是在Unix这样一个复杂的环境中。然而,这本书以一种循序渐进、深入浅出的方式,彻底改变了我的看法。作者在讲解C语言的数据类型和控制结构时,就已经开始融入Unix的元素,比如文件权限和模式的表示,以及与`stat()`系统调用相关的结构体。书中对Unix的线程编程也进行了很好的阐述,介绍了POSIX线程(pthreads)库,包括线程的创建、同步(互斥锁、条件变量)和终止等。这对于编写并发程序,充分利用多核处理器的能力至关重要。我特别欣赏的是,作者并没有回避C语言中容易出错的部分,比如指针的算术运算、野指针、内存泄漏等问题,而是通过大量的示例代码和详细的解释,帮助读者理解这些陷阱,并学会如何避免它们。书中还涉及了Unix的进程间通信(IPC)的多种方式,除了前面提到的管道和消息队列,还详细介绍了信号量(`semaphore`)和共享内存(`shared memory`)的使用,并提供了相应的C语言实现。这对于理解和构建复杂的分布式系统非常有帮助。此外,书中还包含了关于Unix的文件系统结构、文件描述符表、以及I/O重定向等方面的讲解,这些都是理解C语言在Unix环境中如何工作的关键。

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坦白说,当我第一次拿到《C Programming in the Berkeley Unix Environment》这本书时,我曾担心它会过于侧重理论而缺乏实践,毕竟C语言和Unix环境都涉及到很多底层细节。然而,事实证明我的担忧是多余的。这本书以一种非常务实的方式,引导读者一步步深入到Unix的内核,并利用C语言来与这个内核进行交互。作者在讲解内存管理方面的内容,尤其令我印象深刻。书中详细阐述了C语言中的动态内存分配,如`malloc()`、`calloc()`、`realloc()`和`free()`,并将其与Unix内存模型相结合,解释了堆、栈、全局数据区等概念。更重要的是,它还讲解了如何使用`mmap()`系统调用来实现更高效的内存映射,这对于处理大文件或者实现进程间共享内存提供了非常实用的方法。书中对于Unix的I/O多路复用技术,如`select()`、`poll()`和`epoll()`(尽管`epoll`是在Linux中出现的,但书中讲解的原理是相通的,并且对早期Unix系统中的多路复用技术进行了介绍),也进行了非常详尽的介绍。这对于编写高性能的网络服务器和并发应用程序至关重要。通过这些讲解,我深刻理解了如何用C语言来构建能够处理大量并发连接的系统。另外,书中还介绍了一些Unix系统管理的工具和脚本编写,例如如何使用`awk`、`sed`等工具配合C语言程序进行数据处理和日志分析。这种跨工具的整合能力,是Unix系统强大的体现,也是这本书的独特价值所在。

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《C Programming in the Berkeley Unix Environment》这本书为我打开了一个全新的视野,让我不仅仅学会了C语言的语法,更重要的是学会了如何将C语言的能力充分释放于Unix这个强大的操作系统平台。作者在讲解C语言的函数和过程时,并没有停留在简单的函数调用,而是深入探讨了函数的参数传递机制,如值传递和指针传递,并将其与Unix系统调用的接口设计相结合。书中对于Unix的系统调用接口,如`getpid()`、`getuid()`、`getgid()`等,都有非常清晰的讲解和示例,让我能够了解如何获取当前进程的ID、用户ID以及组ID等信息,这对于进程管理和权限控制非常重要。我对书中关于Unix的守护进程(daemon)的创建和管理的部分印象尤为深刻。作者详细讲解了如何编写一个能够脱离终端独立运行的守护进程,包括如何处理标准输入、输出和错误流,如何创建子进程并让父进程退出,以及如何使用`setsid()`创建新的会话等。这对于编写系统服务和后台程序至关重要。此外,书中还涉及了一些关于Unix的系统日志和错误处理的机制,例如如何使用`syslog()`函数将信息记录到系统日志中,以及如何通过`errno`和`perror()`函数来处理系统调用可能发生的错误。这些细节的讲解,让我在编写健壮的Unix应用程序时受益匪浅。

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坦白说,在阅读《C Programming in the Berkeley Unix Environment》之前,我对C语言的理解更多地停留在语法层面,对它如何在实际的系统开发中发挥作用感到模糊。这本书彻底改变了我对C语言的认知,让我看到了它在Unix系统中的强大生命力。作者在讲解C语言的输入输出操作时,不仅仅局限于标准I/O库,还深入介绍了Unix的低级I/O操作,如`read()`、`write()`、`lseek()`等系统调用,并解释了它们与文件描述符的关系。这让我对文件I/O的底层机制有了更清晰的认识。书中对Unix的进程同步,如文件锁和信号量,都进行了非常详尽的介绍,并提供了相应的C语言实现。这对于编写需要处理并发访问共享资源的应用程序至关重要。我特别喜欢书中关于Unix的系统进程管理,包括进程的创建、销毁、以及进程间通信(IPC)的各种方式。例如,它详细讲解了如何使用`fork()`创建子进程,如何使用`exec()`系列函数执行新的程序,以及如何使用`wait()`和`waitpid()`来等待子进程结束。这些知识对于理解和编写多进程应用程序至关重要。此外,书中还包含了一些关于Unix的文件系统属性,如文件大小、修改时间、访问时间等,并提供了相应的C语言接口来获取这些信息。这对于编写文件管理工具和系统监控程序非常有帮助。

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作为一名多年从事系统开发的老兵,我在职业生涯中接触过不少关于C语言和Unix的书籍,但《C Programming in the Berkeley Unix Environment》绝对是其中一股清流。这本书的独特之处在于它并非简单地罗列C语言的语法特性,而是将C语言置于一个充满活力的、历史悠久的Unix环境中进行解读。作者以一种非常“接地气”的方式,从最基础的Unix命令开始,如`ls`、`cd`、`pwd`,引导读者熟悉命令行操作,然后逐步引入C语言的编译、链接过程,并详细解释了`gcc`和`ld`等工具的用法。书中对于Unix进程模型也有非常深入的探讨,包括进程的创建(`fork`)、执行(`exec`系列)、等待(`wait`系列)、以及进程间的通信(IPC)机制,如管道(`pipe`)、消息队列(`message queue`)、共享内存(`shared memory`)等。这些概念在现代操作系统和分布式系统中仍然扮演着核心角色,而通过C语言实现这些机制,更是能让我们深刻理解系统底层的运作原理。特别让我印象深刻的是,书中还穿插了一些关于Berkeley Unix历史和哲学思想的讨论,例如“一切皆文件”的理念,以及Unix管道和命令组合的强大威力。这些背景知识不仅增加了阅读的趣味性,更重要的是帮助我理解了C语言在Unix生态系统中扮演的角色以及它为何能够如此成功。书中的大量代码示例都经过精心设计,逻辑严谨,并且能够直接在Unix环境中运行,这对于学习者来说是无价的。从文件系统的操作到网络通信的实现,从系统调用的利用到信号处理的机制,本书都提供了详尽的讲解和实践指导。

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