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☆☆☆☆☆

出版者:人民邮电出版社

作者:(美)David R. Hanson

出品人:图灵教育

页数:519

译者:

出版时间:2010-8

价格:79.00元

装帧:

isbn号码:9787115231130

丛书系列:图灵程序设计丛书·C/C++系列

图书标签:

C
编程
C/C++
Programming
C语言
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具体描述

可重用的软件模块是构建大规模可靠应用程序的基石，创建可重用的软件模块是每个程序员和项目经理必须掌握的技能。C语言对创建可重用的API提供的语言和功能支持非常少，虽然C程序员写应用时都会用到API和库，但却很少有人去创建和发布新的能广泛应用的API。本书介绍用一种基于接口的设计方法创建可重用的API，这一方法将接口与实现分离开来，且与语言无关。书中详细描述了24个接口及其实现，便于读者深入了解此方法。这些接口涉及很多计算机领域的知识，包括数据结构、算法、字符串处理和并发程序。

本书是C语言领域的的经典名著，出版十余年仍畅销不衰，是几代程序员倍加推崇的力作。

《精通 C 语言：底层原理与高级技巧》本书并非一本关于 C 语言接口与实现的教材，而是旨在深入剖析 C 语言的核心机制，揭示其底层运作的奥秘，并教授一系列实用的高级编程技巧，帮助开发者写出更高效、更健壮、更具洞察力的 C 程序。为何选择 C 语言？在当今软件开发领域，尽管高级语言层出不穷，C 语言凭借其接近硬件的特性、卓越的性能以及广泛的应用场景，依然占据着不可替代的地位。从操作系统内核、嵌入式系统到高性能计算、游戏引擎，C 语言无处不在。掌握 C 语言，不仅意味着能够直接与计算机硬件对话，更能理解许多现代编程语言的设计哲学和底层实现。然而，C 语言的强大也伴随着一定的挑战，开发者需要深入理解其内存管理、指针操作、数据结构等概念，才能充分发挥其潜力并避免潜在的陷阱。本书的目标读者：有一定 C 语言基础，希望更上一层楼的程序员：如果你已经掌握了 C 语言的基本语法，并且能够编写一些简单的程序，但感觉在性能优化、内存控制、并发编程等方面还有提升空间，本书将为你提供所需的深度知识。系统软件开发者：操作系统、驱动程序、编译器、嵌入式系统等领域的开发者，需要深入理解 C 语言的底层细节，本书将为你打下坚实的基础。对计算机原理感兴趣的学习者：想要理解程序是如何在内存中运行，函数调用是如何发生的，内存是如何分配与回收的，本书将通过 C 语言的视角，为你揭示计算机的内在运作机制。追求极致性能的开发者：在性能至关重要的场景下，C 语言提供了无与伦比的控制力，本书将教授你如何通过精细化的内存管理和算法优化来榨取程序的每一分性能。本书内容概览：本书将围绕 C 语言的以下核心主题展开，深入浅出，理论与实践相结合：第一部分： C 语言的基石——深入理解核心概念 1. 变量、类型与内存模型：深入剖析基本数据类型的存储方式，理解它们在内存中的实际表现。探讨复合数据类型（结构体、联合体、枚举）的内存布局及其应用。理解栈（Stack）和堆（Heap）的区别与联系，掌握其内存分配与回收机制。深入理解自动变量、静态变量、寄存器变量的生命周期和作用域。 2. 指针的本质与操作：不止于“地址”，深入理解指针的类型、指向性与算术运算。数组与指针的紧密关系，理解数组名作为指针的本质。多级指针、函数指针、void 指针的妙用与注意事项。指针在动态内存管理中的关键作用。 3. 函数调用与栈帧：详细解析函数调用的过程，包括参数传递（值传递、址传递）、返回值处理。理解栈帧（Stack Frame）的结构，包括局部变量、返回地址、保存的寄存器等。递归函数的原理及其栈溢出的风险。可变参数函数（`stdarg.h`）的实现机制。 4. 预处理器详解：宏定义（Object-like macros, Function-like macros）的强大与陷阱。条件编译（`ifdef`, `ifndef`, `if`, `else`, `endif`）的应用，实现代码的平台无关性。文件包含（`include`）的工作原理。 `pragma` 指令的特定用途。第二部分：内存管理与动态数据结构 1. 动态内存分配（`malloc`, `calloc`, `realloc`, `free`）：深入理解标准库提供的动态内存管理函数。分析内存泄漏（Memory Leak）的成因与检测方法。探讨内存碎片（Memory Fragmentation）问题及其影响。如何编写健壮的内存分配与释放代码。 2. 链表、栈、队列的 C 语言实现：从基础的单向链表到双向链表，理解节点结构与遍历算法。基于指针和动态内存实现栈（LIFO）和队列（FIFO）的数据结构。分析不同实现的性能特点。 3. 树形结构与图的 C 语言实践：二叉树、平衡树等树形结构的定义与遍历（前序、中序、后序）。图的表示方法（邻接矩阵、邻接表）及其在 C 语言中的实现。图的遍历算法（深度优先搜索 DFS，广度优先搜索 BFS）。第三部分：高级 C 语言特性与编程技巧 1. 位运算与低层控制：理解位操作符（`&`, `|`, `^`, `~`, `<<`, `>>`）的用法。如何在 C 语言中进行高效的二进制数据处理，实现位字段（Bit Fields）等。位运算在状态标志、权限控制、加密算法等方面的应用。 2. 可变参数函数与泛型编程的初步探索：深入剖析 `stdarg.h` 的工作原理，实现自定义的可变参数函数。通过宏和指针技巧，模拟泛型编程的思想，提高代码的复用性。 3. 错误处理与异常机制：理解 C 语言中常见的错误类型（返回错误码、全局变量 `errno`）。学习如何设计健壮的错误处理策略。探索使用 `setjmp`/`longjmp` 实现简单的异常处理机制。 4. 多线程编程基础（POSIX Threads）：理解线程的概念，创建与管理线程（`pthread_create`, `pthread_join`）。线程同步机制：互斥锁（Mutexes）、条件变量（Condition Variables）。常见的多线程编程陷阱与死锁（Deadlock）避免。 5. 文件 I/O 的深入理解：标准 I/O (`stdio.h`) 的工作原理（缓冲机制）。二进制文件与文本文件的读写区别。低层 I/O（`unistd.h`）与标准 I/O 的比较。文件定位与读写操作。第四部分：调试、优化与实践 1. 高效调试技巧：使用 GDB 等调试器进行断点设置、单步执行、变量监视。分析段错误（Segmentation Fault）和总线错误（Bus Error）的原因。内存检查工具（如 Valgrind）的使用。 2. 性能优化策略：算法优化与数据结构选择。内存访问模式优化，减少缓存未命中。函数内联与循环展开。避免不必要的函数调用。 3. 实战项目：本书将穿插一些实际项目案例，例如：一个简单的内存管理器。一个基础的日志系统。一个命令行工具。一个简单的文本编辑器。这些项目将帮助读者将所学知识融会贯通，并在实践中加深理解。本书特色：注重底层原理：区别于语法教学，本书将深入讲解 C 语言背后的计算机原理，让读者知其然，更知其所以然。大量实例代码：每个概念都配有简洁、清晰、可运行的代码示例，方便读者理解和实践。由浅入深：从 C 语言的基础概念出发，逐步深入到高级特性和应用，适合不同水平的读者。强调实践与思考：鼓励读者动手实践，并在代码中思考潜在的问题和优化空间。避免枯燥的理论：以生动有趣的方式讲解技术，让学习过程更加愉快。通过本书的学习，你将能够更加自信地驾驭 C 语言，写出更加优雅、高效、稳定的程序，并为理解更复杂的系统和技术打下坚实的基础。

作者简介

David R.Hanson 普林斯顿大学计算机科学系教授，有着二十多年编程语言研究经验。他曾经同贝尔实验室合作开展研究工作，是适用于UNIX系统上的高质量C编译器Icc的开发者之一。另著有A Retargetable C Compiler: Design and Implementation一书。

目录信息

1 Introduction 1
1.1 Literate Programs 2
1.2 Programming Style 8
1.3 Efficiency 11
Further Reading 12
Exercises 13
2 Interfaces and Implementations 15
2.1 Interfaces 15
2.2 Implementations 18
2.3 Abstract Data Types 21
2.4 Client Responsibilities 24
2.5 Efficiency 30
Further Reading 30
Exercises 31
3 Atoms 33
3.1 Interface 33
3.2 Implementation 34
Further Reading 42
4 Exceptions and Assertions 45
4.1 Interface 47
.4.2 Implementation 53
4.3 Assertions 59
Further Reading 63
Exercises 64
5 Memory Management 67
5.1 Interface 69
5.2 Production Implementation 73
5.3 Checking Implementation 76
Further Reading 85
Exercises 86
6 More Memory Management 89
6.1 Interface 90
6.2 Implementation 92
Further Reading 98
Exercises 100
7 Lists 103
7.1 Interface 103
7.2 Implementation 108
Further Reading 113
Exercises 114
8 Tables 115
8.1 Interface 115
8.2 Example: Word Frequencies 118
8.3 Implementation 12 5
Further Reading 132
Exercises 133
9 Sets 137
9.1 Interface 138
9.2 Example: Cross-Reference Listings 140
9.3 Implementation 148
9.3.1 Member Operations 150
9.3.2 Set Operations 154
Further Reading 158
Exercises 158
10 Dynamic Arrays
10.1 Interfaces 162
10.2 Implementation 165
Further Reading 169
Exercises 169
11 Sequences 171
11.1 Interface 171
11.2 Implementation 174
Further Reading 180
Exercises 180
12 Rings 183
12.1 Interface 183
12.2 Implementation 187
Further Reading 196
Exercises 197
13 Bit Vectors 199
13.1 Interface 199
13.2 Implementation 202
13.2.1 Member Operations 204
13.2.2 Comparisons 209
13.2.3 Set Operations 211
Further Reading 213
Exercises 21314 Formatting 215
14.1 Interface 216
14.1.1 Formatting Functions 216
14.1.2 Conversion Functions 219
14.2 Implementation 224
14.2.1 Formatting Functions 225
14.2.2 Conversion Functions 232
Further Reading 238
Exercises 239
15 Low-LevelStrings 241
15.1 Interface 243
15.2 Example: Printing Identifiers 249
15.3 Implementation 251
15.3.1 String Operations 252
15.3.2 Analyzing Strings 258
15.3.3 Conversion Functions 263
Further Reading 264
Exercises 265
16 High-LevelStrings 269
16.1 Interface 269
16.2 Implementation 276
16.2.1 String Operations 281
16.2.2 Memory Management 285
16.2.3 Analyzing Strings 288
16.2.4 Conversion Functions 293
Further Reading 293
Exercises 294
17 Extended-Precision Arithmetic 297
17.1 Interface 297
17.2 Implementation 303
17.2.1 Addition and Subtraction 305
17.2.2 Multiplication 307
17.2.3 Division and Comparison 309
17.2.4 Shifting 315
17.2.5 String Conversions 319
Further Reading 321
Exercises 322
18 Arbitrary-Precision Arithmetic 323
18.1 Interface 323
18.2 Example: A Calculator 327
18.3 Implementation 334
18.3.1 Negation and Multiplication 337
18.3.2 Addition and Subtraction 338
18.3.3 Division 342
18.3.4 Exponentiation 343
18.3.5 Comparisons 346
18.3.6 Convenience Functions 347
18.3.7 Shifting 349
18.3.8 String and Integer Conversions 350
Further Reading 353
Exercises 354
19 Multiple-Precision Arithmetic 357
19.1 Interface 358
19.2 Example: Another Calculator 365
19.3 Implementation 373
19.3.1 Conversions 377
19.3.2 Unsigned Arithmetic 380
19.3.3 Signed Arithmetic 383
19.3.4 Convenience Functions 388
19.3.5 Comparisons and Logical Operations 395
19.3.6 String Conversions 399
Further Reading 402
Exercises 402
20 Threads 405
20.1 Interfaces 408
20.1.1 Threads 409
20.1.2 General Semaphores 413
20.1.3 Synchronous Communication Channels 417
20.2 Examples 418
20.2.1 Sorting Concurrently 418
20.2.2 Critical Regions 423
20.2.3 Generating Primes 426
20.3 Implementations 431
20.3.1 Synchronous Communication Channels 431
20.3.2 Threads 434
20.3.3 Thread Creation and Context-Switching 446
20.3.4 Preemption 454
20.3.5 General Semaphores 457
20.3.6 Context-Switching on the MIPS and ALPHA 459
Further Reading 463
Exercises 465
Interface Summary 469
Bibliography 497
Index 505
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

如题，哪位朋友对这本书的课后习题敢兴趣，可以在这里一起讨论讨论。我在看这本书的时候，对每章课后习题都不是很理解，不知道该怎么解决，还希望与各位一起讨论。豆娘说我评论太短了~ 还是有点短~

评分☆☆☆☆☆

相对于较抽象的主题-“接口”，内容基本上过于丰富了(要建小"类库":))。仅仅需要了解“接口”的话，随便看看开始几章即可，执着于算法的可以从reference去展开... 书中源码的编排方式到时值得商榷的，个人比较不习惯这种先给占位符再随后展开的代码提供方式，未必比直接列出...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

阅读完这本书后，我深切感受到了作者在知识传授上的那份匠心独运。它成功地搭建起了一座理论堡垒与工程实践之间的坚实桥梁。最让我印象深刻的是，作者在全书的最后部分，对未来技术发展趋势进行了一次富有洞察力的展望，这让这本书的价值超越了当前的特定技术版本，具有了更长的生命周期。这种宏观的视野，极大地开阔了我的思路，让我不再局限于眼前狭窄的技术点，而是开始思考如何在更广阔的领域中应用所学。总的来说，这本书不仅仅是一本技术参考手册，更像是一位经验丰富的导师，用耐心和智慧引导我走过了一个重要知识领域的学习旅程，其带来的启发和能力提升是全方位的。

评分☆☆☆☆☆

我个人对技术书籍的要求，除了内容扎实外，更看重其逻辑的严密性和知识体系的完整性。这本书在叙事结构上展现出了非凡的功力。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个层层递进的知识框架，从最基础的概念出发，逐步深入到复杂应用的实现细节。这种由浅入深的引导方式，极大地降低了初学者跨越技术门槛的难度。每介绍一个新的概念或技术点，作者都会用非常生活化或者说贴近实际工程场景的例子来加以阐述，使得抽象的理论不再高高在上，而是变得触手可及。我特别欣赏作者在关键转折点设置的总结和回顾部分，它们像路标一样，帮助读者巩固了已学内容，并为后续的学习做好了充分的心理和知识储备。这种精心的编排，使得阅读过程中的思路始终保持连贯，很少出现“卡壳”或迷失方向的感觉。

评分☆☆☆☆☆

从技术深度上来说，这本书无疑是走在了前沿，它并没有停留在教科书式的讲解层面，而是深入挖掘了底层的工作原理和实现机制。我阅读过程中，时不时地会发现一些业界资深工程师才会注意到的“坑”和“陷阱”，而作者都提前做了预警和分析，并提供了有效的规避策略。比如，在讨论某些内存管理策略时，书中对性能损耗的量化分析非常到位，这对于追求极致效率的开发者来说，无疑是极具价值的参考。更难得的是，作者在讲解复杂算法或底层接口时，并未采用过于晦涩难懂的术语堆砌，而是通过一系列精心绘制的流程图和状态图，将原本复杂的逻辑关系可视化。这种将理论深度与实践易读性完美结合的叙述方式，极大地提升了我对该领域知识的掌握深度和信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配着清晰有力的字体，透露出一种专业和严谨的气息。拿到手中分量十足，感觉像是一本可以信赖的工具书。内页的纸张质量也相当不错，触感光滑，油墨印刷清晰，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。排版布局很合理，章节标题和正文之间留白得当，使得整体阅读体验非常舒适。而且，书脊的装订也显得很牢固，不用担心翻阅几次后就会松散。对于我这种喜欢收藏经典技术书籍的读者来说，光是这本书的外在质感就足以让我爱不释手，它不像那些轻飘飘的速成读物，更像是一件值得珍藏的工艺品。作者在版式设计上下的功夫，也体现在了对细节的关注上，比如图表的清晰度和代码块的格式化，都处理得非常到位，让人在学习过程中心情愉悦。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性堪称一绝，它不像有些理论书籍读完后感觉依然停留在“纸上谈兵”的阶段，这本书的每一章内容都仿佛是直接从实际项目中提炼出来的精华。书中所提供的代码示例不仅是概念的演示，更是可以直接复制粘贴到实际项目中进行参考和改造的优质模板。我注意到，代码的注释非常详尽，甚至很多地方比官方文档还要清晰易懂，这体现了作者深厚的工程经验和强烈的分享意愿。特别是对于那些需要集成外部库或者进行系统底层交互的场景，书中给出的接口调用规范和错误处理流程，简直是救星般的存在。它教会我的不仅仅是“如何做”，更是“为什么这么做”，这种对设计哲学层面的探讨，远比单纯的代码复制更有价值，真正培养了我的工程素养。

评分☆☆☆☆☆

异常框架甚是喜欢。

评分☆☆☆☆☆

好难懂啊~

评分☆☆☆☆☆

吃透了可以干一大票事情

评分☆☆☆☆☆

面向对象不是银弹！

评分☆☆☆☆☆

难得一见的高品质代码。相对而言低级字符串那章差一些。这本书不是工程上最好的做法，但有很高的参考价值。第3章大谈异常，但仍然没提及怎样处理由setjmp、longjmp引入的资源泄露问题（我认为finally几乎不可用。我认可的只有GC、RAII、defer、using、with等做法）