C++编程习题与解答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:Hubbard

出品人:

页数:433

译者:徐漫江

出版时间:2002-8

价格:39.0

装帧:平装

isbn号码:9787111108214

丛书系列:

图书标签:

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《深入理解现代C++：从基础到高级应用》 图书简介 本书旨在为广大C++学习者，无论是初学者还是希望深化技能的资深开发者，提供一个全面、系统且深入的现代C++学习路径。我们摒弃了对陈旧C++特性的过多纠缠，将焦点完全置于自C++11以来引入的革命性特性，并持续延伸至最新的C++23标准。本书结构设计旨在引导读者建立起坚实的基础，理解底层机制，并最终能够熟练运用现代C++的强大工具箱来构建高效、健壮且可维护的软件系统。 第一部分：现代C++的基石与核心概念的重塑 本部分致力于为读者打下坚实的基础，并迅速引导读者适应现代C++的编程范式。我们首先回顾了C++语言的核心语法，但重点在于如何以现代方式思考和编写代码。 1.1 现代C++环境与工具链： 详细介绍了CMake、Ninja等现代构建系统的配置与使用，以及跨平台编译的关键技巧。我们深入探讨了编译器的优化选项，以及如何利用静态分析工具（如Clang-Tidy）进行代码质量管理。 1.2 内存管理的新范式： 摒弃原始指针的直接操作，本书将资源获取即初始化（RAII）原则提升到核心地位。我们详尽解析了`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`的内部工作原理，包括引用计数机制、内存布局和原子操作的应用。此外，对于定制删除器（Custom Deleters）和循环引用问题的处理，也提供了详尽的实战案例。 1.3 语义化类型与值类别： 深入剖析了左值（lvalue）、右值（rvalue）的精确定义及其在模板元编程和移动语义中的关键作用。通过大量图示，清晰展示了值类别如何影响函数重载解析和表达式的计算过程。 1.4 移动语义的威力： 这一章节是现代C++性能优化的核心。我们不仅讲解了右值引用（Rvalue References）的概念，更重要的是展示了如何编写高效的移动构造函数和移动赋值运算符。通过实际的性能对比，量化了移动语义在处理大型复杂对象时的巨大优势。 第二部分：函数式编程与类型系统的增强 本部分着重于C++如何吸纳函数式编程的精髓，以及如何利用类型系统实现更安全、更具表达力的代码。 2.1 Lambda表达式的深度探索： Lambda不再仅仅是临时的函数对象。本书覆盖了Lambda的捕获机制（按值、按引用、广域捕获），泛型Lambda（C++14），以及如何将Lambda应用于STL算法的复杂场景。我们特别探讨了`std::function`与Lambda结合使用时的性能考量。 2.2 模板元编程的实用化： 告别晦涩的SFINAE（替换失败是成功）技巧，本书重点介绍基于`if constexpr`（C++17）的编译期分支，以及类型特征（Type Traits）库的实用方法。我们展示了如何使用这些工具在编译期进行类型检查和代码生成，以提高运行时性能和代码的通用性。 2.3 并发编程的现代视角： 重点介绍C++标准库提供的并发原语。详细讲解了`std::thread`、互斥量（Mutexes）及其衍生（如`std::lock_guard`, `std::scoped_lock`），以及条件变量（Condition Variables）的使用模式。此外，本书还涵盖了`std::atomic`在无需锁的情况下实现线程安全数据交换的关键技术。 第三部分：面向对象与多态的进化 现代C++在继承和多态方面引入了重要的安全性和清晰度改进。 3.1 虚函数的替代方案与混合模式： 详细对比了传统虚函数（Virtual Functions）与现代的“替代方案”，例如使用`std::variant`和访问者模式（Visitor Pattern）。我们深入探讨了“零开销抽象”的概念，并指导读者何时应该选择静态多态而非动态多态。 3.2 继承的安全性与最终类： 讲解了`override`和`final`关键字的必要性，它们如何帮助编译器在编译阶段捕获常见的继承错误。对于类设计，本书强调了组合优于继承的原则，并探讨了非多态基类的最佳实践。 3.3 协程（Coroutines）与异步编程（C++20）： 协程是C++在异步I/O和状态机建模上的重大飞跃。本章作为高级主题，详细拆解了`co_await`, `co_yield`, 和 `co_return`的语义，并展示了如何构建无阻塞的网络库或高并发服务器框架。我们侧重于理解`promise_type`和`awaiter`的概念模型。 第四部分：库的深度集成与实战 软件开发不仅仅是语言本身，更在于对标准库的精通和有效利用。 4.1 STL容器与算法的性能调优： 深入剖析了`std::vector`, `std::map`, `std::unordered_map`的内部结构（如哈希冲突解决、树的平衡机制）。我们提供了一套实用的指南，教读者如何根据访问模式选择最合适的容器。 4.2 范围（Ranges）库（C++20）： 范围库彻底改变了STL算法的使用方式，使其更具组合性和可读性。本书详细介绍了`view`适配器，展示了如何链式操作数据流，而无需创建大量的中间容器，从而实现真正的“惰性求值”和性能提升。 4.3 文件系统操作与 I/O 流的现代化： 彻底转向`std::filesystem`库，讲解路径操作、文件属性检查和目录遍历的跨平台方法。同时，我们也更新了对I/O流的理解，特别是如何高效地进行二进制数据读写。 4.4 模块化编程（C++20 Modules）： 模块是替代传统头文件依赖的未来方向。本书详细说明了模块的定义、导入机制，以及如何配置构建系统以利用模块来显著加快编译速度和解决宏污染问题。 总结 本书的最终目标是培养读者“用C++的风格”思考问题的能力。通过对现代C++新特性的深度解析和大量实际应用场景的探讨，读者将能够驾驭这门语言的复杂性，编写出不仅功能正确，而且在性能、可维护性和类型安全方面都达到行业最高标准的软件。本书内容经过精心筛选和组织，确保每一章节都聚焦于提升开发效率和代码质量的关键技术点。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，尤其是那些代码示例的呈现方式，清晰、规范，即便初学者也能很快抓住重点。我一直觉得，好的教材不仅要内容扎实，形式上的友好度也至关重要，这本书在这方面做得相当到位。比如，涉及到复杂数据结构的部分，作者采用了大量的图示辅助说明，这比单纯的文字描述效率高太多了。记得有一次我被一个指针的引用问题困扰了很久，翻阅其他资料都不得要领，但在这本书里，通过一个巧妙的流程图，我立刻就理解了它在内存中的具体运作机制。而且，它的习题难度梯度设计得非常科学，从基础的语法练习，到中级的算法实现，再到一些偏向工程实践的小项目，每一步都像是在为读者搭建一个坚实的知识阶梯。我特别欣赏它对“陷阱”知识点的强调，很多初学者容易忽略的边界条件或者类型转换的隐晦问题，都在对应的章节以醒目的方式标出，这种预防性的指导对于建立稳健的编程习惯极为宝贵。总而言之，阅读体验流畅且富有成效，让人感觉学习过程是一种享受而非煎熬。

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我个人对它的习题设计有着近乎偏执的喜爱。它们绝不是那种简单替换变量的重复练习，而是真正考验对概念理解的“思想实验”。很多习题都需要读者跳出舒适区，尝试去“破坏”代码，看看在何种条件下会触发未定义行为（UB），或者如何通过精妙的模板元编程技巧来解决一个看似无解的编译期问题。这种主动的探索和试错过程，是学习编程的最佳途径。特别是那些涉及模板特化、SFINAE（替换失败但不报错）的应用题，它们逼迫你去深入理解模板实例化过程的每一步。我记得有一个关于运算符重载的题目，要求实现一个特定行为的自定义迭代器，这让我花了整整一个下午去调试，但最终解决的那一刻，对于迭代器概念的掌握程度达到了前所未有的清晰度。这本书不是那种“读完就能过面试”的速成指南，它更像是一位严厉的导师，用精心设计的难题来磨砺你的编程直觉和解决问题的韧性。

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我对这本书的讲解深度感到非常满意，它完全没有停留在“教你如何使用”的表面层次，而是深入剖析了C++语言特性的底层原理。例如，在讨论虚函数和多态时，它不仅解释了如何声明和调用，还详细拆解了虚函数表（vtable）的构造过程和查找机制，甚至还涉及到了RTTI（运行时类型信息）的实现细节。这种对“为什么是这样”的执着探究，对于想要成为高级C++工程师的人来说，是无可替代的财富。我发现，很多市面上流行的教程往往会为了简化内容而略过这些核心细节，但恰恰是这些细节决定了程序在性能和健壮性上的上限。这本书的处理方式非常严谨，大量的例子都配有汇编层面的思考提示，促使读者去联想编译器是如何将高级代码转化为机器指令的。这种系统性的思维训练，远比单纯记忆API要重要得多。读完相关章节后，我感觉自己对C++这门语言的“敬畏感”都提升了，不再把它视为一个黑箱，而是能洞察其内部运作逻辑的复杂系统。

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这本书最大的价值体现在它对现代C++特性的覆盖上，它似乎紧跟了最新的标准演进，而不是停留在C++98的老旧范式里。我惊喜地发现，对于C++11、14乃至C++17引入的新特性，如Lambda表达式的捕获机制详解、`constexpr`的强大应用、右值引用和移动语义的深入解析，都有着非常详尽且贴合实际场景的阐述。尤其在移动语义这一块，作者的论述极其到位，他通过一个容器重排的例子，清晰地展示了传统拷贝构造函数与移动构造函数在性能上的巨大差异，这直接启发我在我手头的一个项目中优化了资源转移的逻辑，带来了显著的性能提升。很多人对现代C++的学习是碎片化的，东拼西凑，但这本书提供了一个统一且连贯的框架，将这些新特性有机地串联起来，展示了它们如何协同工作，共同构建更安全、更高效的代码。对于希望将自己的技能栈更新到最新标准的开发者来说，这本书简直是必备手册。

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从实用角度来看，这本书的参考价值极高，它更像是一部“工具箱”而非单纯的教科书。作者似乎非常注重将理论与工业界的最佳实践相结合。在讲解完一个核心概念后，他总会附带一个“最佳实践提示”或者“常见误区警示”，这些总结非常精炼，是日后快速查阅和回顾的绝佳素材。例如，在讨论资源管理时，对于RAII（资源获取即初始化）原则的讲解，不仅停留在概念层面，还展示了如何用自定义的智能指针来封装非内存资源，比如文件句柄或网络连接。这使得书本内容可以直接落地到实际的软件开发流程中。我习惯在每完成一个小节的学习后，把相关的“最佳实践提示”摘录下来，整理成自己的速查清单。这本书的严谨性还体现在，它对不同编译器在处理某些标准特性时的细微差异也保持了警觉，这对于编写跨平台代码的工程师来说，是极大的便利。它不仅仅教会你C++的语法，更教会你如何成为一个负责任的C++工程师。

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