C++ for Professional Programming With PC and Unix Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Coriolis Group

作者:Stephen Blaha

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1995-09

价格:USD 44.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781850328018

丛书系列:

图书标签:

• C++
• Unix
• Programming
• PC
• Applications
• Professional
• Software Development
• Algorithms
• Data Structures
• System Programming
• Object-Oriented Programming

C++ 现代编程指南：从基础到高级应用 本书旨在为渴望深入理解 C++ 语言精髓并能将其应用于复杂软件开发的开发者提供一份全面而深入的指导。我们摒弃了那些陈旧的、仅关注表面语法讲解的教程，转而聚焦于 C++ 最具生命力、最能体现其强大之处的现代编程范式。从数据结构和算法的经典应用，到高性能计算和并发编程的前沿探索，本书将带领读者穿越 C++ 的广阔天地，掌握构建健壮、高效、可维护软件系统的核心技能。 第一部分：C++ 现代语言特性与核心概念 在开始任何复杂的编程实践之前，扎实的语言基础是必不可少的。本部分将深入剖析 C++11、C++14、C++17 以及 C++20 等现代标准引入的关键特性，帮助读者构建对 C++ 语言更深刻、更精炼的认识。 面向对象设计的现代演绎： 我们将超越传统的类和对象介绍，深入探讨 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 原则在资源管理中的关键作用，以及其如何简化内存管理和异常安全。智能指针（`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`）的精细化使用，将成为本书讲解的重点，帮助读者彻底摆脱手动内存管理的噩梦，构建更安全的代码。接口的现代设计理念，包括纯虚函数、抽象基类以及如何利用模板实现更灵活的接口抽象，也将得到详细阐述。 函数式编程的融合： lambda 表达式的强大力量将是本部分的亮点。读者将学会如何编写简洁、高效的匿名函数，将其应用于算法、回调以及异步编程中，显著提升代码的可读性和表达能力。`std::function` 和 `std::bind` 的结合使用，将为函数对象的传递和管理提供更大的灵活性。 模板元编程的艺术： 模板不仅仅是代码重用的工具，更是编译时计算和类型推导的强大引擎。我们将探索静态断言、类型特征（type traits）以及如何在编译时进行条件编译和代码生成，为构建高度优化和类型安全的程序奠定基础。 现代 C++ 标准库的精要： 除了 `vector`、`string`、`map` 等基础容器，本书将重点介绍 C++ 标准库中更强大的工具，例如： 并发编程： `std::thread`、`std::mutex`、`std::condition_variable`、`std::async`、`std::future` 等，将帮助读者理解和实践多线程编程，应对现代多核处理器带来的挑战。 智能指针与内存管理： 再次强调智能指针在 RAII 中的核心地位，并结合其他内存管理策略，如自定义分配器，来应对特定场景的需求。 算法与迭代器： `std::sort`、`std::find`、`std::transform` 等算法的精细化应用，以及如何利用自定义迭代器扩展算法的功能，提升代码的表达力和效率。 其他实用工具： `std::chrono` 用于时间处理，`std::random` 用于高质量随机数生成，`std::filesystem` 用于文件系统操作，这些都将帮助读者在实际开发中事半功倍。 第二部分：数据结构与算法的工程实践 精通数据结构和算法是构建高效软件系统的基石。本部分将带领读者深入理解各种经典数据结构和算法的内部机制，并重点讲解如何在 C++ 中以现代、高效的方式实现和应用它们。 动态数组与链表： 不仅仅是 `std::vector` 和 `std::list` 的基本用法，我们将深入探讨它们的内存布局、性能特点以及在不同场景下的选择依据。例如，在需要频繁插入和删除元素时，`std::deque` 的优势将得以体现。 关联容器与集合： `std::map`、`std::unordered_map`、`std::set`、`std::unordered_set` 的工作原理（红黑树、哈希表）将得到详细解析。我们将探讨它们的时间复杂度、内存开销，以及如何通过自定义哈希函数和比较函数来优化性能。 树形结构与图算法： 二叉搜索树、平衡树（如 AVL 树、红黑树的原理）的构建和操作，以及图的表示方法（邻接矩阵、邻接表）和常用算法（深度优先搜索 DFS、广度优先搜索 BFS、Dijkstra 算法、Prim 算法）的 C++ 实现。 排序与搜索算法的优化： 除了内置的排序算法，我们将探讨快排、归并排序等经典算法的实现细节和性能分析，并引入堆排序、计数排序等适用于特定场景的算法。二分查找及其变种，以及在无序序列中的近似查找，也将得到关注。 算法的组合与设计模式： 如何将基础算法组合起来解决更复杂的问题，例如，使用图算法解决路径规划问题，或使用动态规划优化递归解法。 第三部分：面向高性能与并发的 C++ 编程 在当今计算密集型应用日益增多的时代，掌握高性能和并发编程技术至关重要。本部分将聚焦于如何利用 C++ 的强大特性来榨取硬件的极致性能，并安全有效地处理并发访问。 内存模型与缓存优化： 深入理解 CPU 缓存的工作机制，包括缓存行、缓存一致性，以及如何通过数据局部性、结构体内存对齐等技术来优化缓存命中率，从而显著提升代码的执行速度。 SIMD 指令集与向量化： 了解 SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 指令集（如 SSE、AVX）的概念，以及如何利用编译器内在函数（intrinsics）或特定库来编写能够并行处理数据的代码，实现数量级的性能提升。 并行算法的实现： 探索 C++ 标准库提供的并行算法（如 `std::for_each` 的并行版本），以及如何利用 OpenMP、TBB (Threading Building Blocks) 等并行计算框架来轻松实现并行化，将计算任务分配到多个 CPU 核心上。 多线程同步与通信： 精细化地使用互斥量、信号量、条件变量等同步原语，确保多线程访问共享资源时的线程安全。死锁的检测与避免，以及生产者-消费者模型等经典并发模式的 C++ 实现，将是本部分的重点。 无锁编程与原子操作： 对于极端的性能需求，我们将介绍无锁数据结构的原理和实现，以及如何利用 C++ 的原子操作（`std::atomic`）来避免锁带来的开销和潜在的性能瓶颈。 异步编程与协程： 深入理解异步编程模型，包括回调、Future/Promise 机制，并重点介绍 C++20 引入的协程（Coroutines），学习如何编写非阻塞 I/O 和更具可读性的异步代码。 第四部分：现代 C++ 开发工具与实践 拥有强大的语言特性和精湛的算法功底，还需要高效的开发工具和良好的工程实践来支撑。本部分将指导读者掌握现代 C++ 开发的流程和最佳实践。 构建系统详解： CMake 的高级用法，包括模块化构建、跨平台编译、依赖管理等，将帮助读者构建复杂而健壮的 C++ 项目。Make、Ninja 等构建工具的原理也将被提及。 现代调试技术： GDB、LLDB 等调试器的精通，包括断点设置、条件断点、内存检查、线程调试等高级技巧，以及 ASan (AddressSanitizer)、TSan (ThreadSanitizer) 等内存和线程错误检测工具的使用。 性能分析与调优： Profiling 工具（如 perf、VTune）的应用，识别代码中的性能瓶颈，并结合前述的内存、缓存、算法优化技术进行针对性调优。 单元测试与集成测试： Google Test、Catch2 等 C++ 测试框架的使用，学习如何编写有效的单元测试来保证代码的正确性，以及如何进行集成测试来验证不同模块之间的协同工作。 持续集成与持续部署 (CI/CD)： 将 C++ 项目集成到 CI/CD 流程中，自动化构建、测试和部署，提高开发效率和产品质量。 总结 本书的目标是培养能够独立解决复杂软件问题的 C++ 工程师。通过对现代 C++ 特性、核心算法、高性能编程以及工程实践的全面讲解，读者将不仅掌握 C++ 的强大能力，更能培养出解决实际问题的工程思维。本书注重理论与实践的结合，并通过大量的代码示例和深入的分析，帮助读者将所学知识转化为实际的编程技能，在任何需要高性能、高可靠性软件的领域都能游刃有余。

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