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出版者:人民邮电出版社

作者:[美] 海恩斯

出品人:

页数:402

译者:

出版时间:2003-11

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787115117946

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深入理解现代软件开发：C++ 核心编程与设计模式精要 本书导读： 在飞速迭代的软件工程领域，掌握一门强大、高效且面向未来的编程语言，并理解支撑复杂系统构建的架构思想，是每一位专业开发者必备的核心竞争力。本书并非对既有 Java 基础知识的简单重复，而是将视角聚焦于另一个同样举足轻重的领域——C++ 现代编程范式及其设计模式的深度应用。 本书旨在为具备一定编程基础，希望深入理解系统级编程、高性能计算以及复杂软件架构的读者，提供一条清晰、严谨的学习路径。我们将抛开 Java 虚拟机（JVM）带来的抽象层，直接触及内存管理、底层数据结构和编译器的奥秘，同时辅以设计模式这一百试不爽的“武功秘籍”，确保读者构建的软件不仅功能完备，而且具备卓越的性能、可维护性和可扩展性。 --- 第一部分：C++ 现代核心——拥抱 C++17/20 的力量 (约 500 字) 本部分将带领读者跨越 C 语言遗留的藩篱，全面掌握 C++ 现代化的特性，重点在于如何利用这些新特性编写出清晰、安全且高效的代码。 第 1 章：值语义与移动语义的精髓 我们首先深入探讨 C++ 中至关重要的“值语义”哲学。理解对象如何被复制、移动，以及拷贝构造函数和移动构造函数（Move Semantics）的机制是高性能编程的基石。我们将详细解析 `std::move` 和 `std::forward` 的工作原理，演示如何在资源密集型操作中，通过“窃取”资源而非深拷贝来极大地提升程序性能。 第 2 章：模板元编程与泛型编程的深度解析 本书将系统性地阐述 C++ 泛型编程的威力。这不仅包括使用基础模板（Templates）编写适用于多种数据类型的函数和类，更进一步探讨模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）。我们将展示如何利用模板在编译期执行计算和逻辑判断，从而减少运行时的开销。涉及的主题包括：变长参数模板（Variadic Templates）、类型特征（Type Traits）的构建与应用，以及如何使用 Concepts（C++20）来约束模板参数，使模板代码更易于理解和调试。 第 3 章：现代内存管理与 RAII 原则的实践 在 C++ 中，手动内存管理是一把双刃剑。本书坚定推崇资源获取即初始化（RAII）原则。我们不仅会复习智能指针（`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`），还会深入探讨它们在复杂所有权模型下的行为，例如循环引用问题的规避。此外，还会涉及自定义分配器（Custom Allocators）的概念，为需要极致性能的场景打下基础。 第 4 章：并发与并行编程的基石 随着多核处理器的普及，并发编程成为主流。本章聚焦于 C++ 标准库提供的并发工具：互斥锁（Mutexes）、条件变量（Condition Variables）、原子操作（Atomics）。我们将详细分析不同同步机制的性能权衡，并引入 C++20 引入的并发数据结构和协程（Coroutines）的基础概念，为编写高吞吐量的多线程应用做好准备。 --- 第二部分：软件架构的艺术——GoF 设计模式实战 (约 750 字) 仅仅掌握语言特性是不够的，构建健壮、灵活的软件系统依赖于成熟的架构思想。本部分将以 C++ 为载体，结合实际案例，深入剖析经典的设计模式。 第 5 章：创建型模式——灵活的实例化策略 创建型模式关注对象的创建过程，旨在将系统的实例化逻辑与使用逻辑解耦。 单例模式（Singleton）：在 C++ 中实现线程安全的、惰性初始化的单例，并探讨其在现代架构中的适用边界。 工厂方法（Factory Method）与抽象工厂（Abstract Factory）：通过具体案例展示如何创建对象族，并实现“产品族”的切换，例如在不同操作系统界面元素的实例化中应用。 构建者模式（Builder）：解决构造复杂对象时参数过多的问题，重点演示如何使用链式调用（Fluent Interface）来增强可读性。 第 6 章：结构型模式——类与对象的组合之道 结构型模式关注如何将类和对象组合成更大的结构，以实现新的功能。 适配器模式（Adapter）：如何让不兼容的接口协同工作，例如封装遗留 C 接口。 装饰器模式（Decorator）：动态地给对象添加职责，避免继承带来的僵硬性。我们将对比继承与装饰器的优劣，并展示如何使用模板实现更通用的装饰器。 外观模式（Facade）：如何为复杂的子系统提供一个简化的统一接口，提升子系统使用的便捷性。 代理模式（Proxy）：深入探讨不同类型的代理，如保护代理、延迟加载代理（Lazy Loading），并结合 C++ 的动态特性进行实现。 第 7 章：行为型模式——对象间的通信与职责分配 行为型模式关注对象之间的交互和职责分配，是实现业务逻辑灵活性的关键。 观察者模式（Observer）：事件驱动架构的核心。我们将使用 C++ 现代特性（如 `std::function` 和 `std::bind`）来实现一个高性能、类型安全的事件/信号-槽（Signal/Slot）机制的简化版本。 策略模式（Strategy）：封装一系列算法，使它们可以互相替换。重点展示如何使用 `std::variant`（C++17）来替代传统的虚函数或枚举，实现更安全、更轻量的策略切换。 命令模式（Command）：将请求封装成对象，从而可以用不同的请求、队列或日志来参数化客户端。这对于实现撤销/重做（Undo/Redo）功能至关重要。 迭代器模式（Iterator）：结合 C++ 标准库的实践，理解如何提供统一的遍历接口，使容器和算法分离。 --- 第三部分：工程实践与性能调优 (约 250 字) 本书最后一部分将理论与实践相结合，指导读者如何将所学应用于实际项目中，并关注性能优化。 第 8 章：面向对象的系统设计原则（SOLID）的 C++ 体现 我们将详细解读 SOLID 原则（单一职责、开放/封闭、里氏替换、接口隔离、依赖反转）在 C++ 代码中的具体应用。重点讨论如何利用抽象基类、纯虚函数、以及依赖注入（Dependency Injection, DI）的 C++ 实现方式（通常通过构造函数注入），来构建高内聚、低耦合的模块。 第 9 章：性能考量与工具链 在系统级编程中，性能至关重要。本章将简要介绍 C++ 程序在编译和运行阶段的性能考量，包括： 1. 数据结构的选择：`std::vector` 与 `std::list`，`std::map` 与 `std::unordered_map` 在不同场景下的缓存友好性与时间复杂度对比。 2. 编译优化：理解不同优化级别（如 `-O2`, `-O3`）对代码生成的影响。 3. 调试与分析：简要介绍 Valgrind 或 GDB 在追踪内存泄漏和性能瓶颈中的基本用法。 本书目标受众： 希望从高级语言转向系统级编程，追求极致性能的开发者。 正在构建或维护大型 C++ 代码库，需要引入或重构设计模式以提升架构质量的工程师。 对底层原理和编译期优化有浓厚兴趣的技术爱好者。 本书交付的价值： 通过本书的学习，读者将不仅能熟练运用 C++17/20 的最新特性，还能深刻理解如何利用经典的设计模式来解决软件开发中的常见挑战，从而能够自信地设计、实现和维护高性能、高可扩展性的现代软件系统。

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对我这样一个对编程语言有“情怀”的读者来说，这本书最让我欣赏的，是它所蕴含的那种对软件工程严谨精神的致敬。它不媚俗，不追逐那些转瞬即逝的热门技术风口，而是脚踏实地地深耕Java语言本身的核心价值和设计哲学。阅读过程中，我能感受到作者团队对代码质量和技术纯粹性的坚持。他们用近乎学术研究的态度去剖析每一个类和方法，确保读者理解的不是表面的“用法”，而是背后的“意图”。这种深度的剖析，使得我在阅读其他技术文档或框架源码时，能够更快地建立起参照系，从而加速了我对新技术的吸收能力。说实话，这本书的阅读过程虽然需要投入大量的时间和精力，但它所带来的知识沉淀和思维模式的重塑，是任何速成教程都无法比拟的。它更像是一份长期的投资回报计划，为我未来的技术生涯奠定了坚实而可靠的基石。

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这本书的封面设计得非常专业，色彩搭配沉稳又不失活力，一看就知道是技术领域的硬货。我拿到手的时候，首先被它的厚度所震撼，这分量感十足的纸张和装帧，让我对其中蕴含的知识量充满了期待。我记得自己当时是在一个朋友的推荐下购入的，他当时说这是他学习Java路上绕不开的“圣经”之一。坦白说，初次翻开，里面的术语和密集的代码块确实让我有些敬畏。不过，幸运的是，作者的叙事方式并非那种枯燥的教科书式堆砌。他们似乎非常懂得如何循序渐进地引导读者，从最基础的面向对象概念讲起，像一位耐心的老师在讲解复杂的几何定理，每一个步骤都力求清晰明了，不留歧义。尤其是对于初学者来说，这种详尽的铺垫至关重要，它避免了我在刚入门时就因为一两个晦涩的概念而彻底放弃的风险。阅读过程中，我发现书中不仅有理论的阐述，还穿插了大量实际操作的案例，这些案例的设计非常贴近真实世界的应用场景，让人在学习新技术的同时，也能体会到“学以致用”的成就感。这本大部头，绝对是我书架上一个沉甸甸的知识基石。

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这本书对构建一个扎实的Java工程师职业素养起到了不可替代的作用。它不仅仅停留在教你“如何写出能跑起来的代码”，而是着重培养你“如何写出健壮、高效、符合规范的代码”。我记得有一次，我在实际项目中遇到了一个棘手的并发死锁问题，当时我尝试了多种方法都无法定位问题的根源。后来，我翻回这本书中关于线程模型和内存模型的章节重新温习，结合书中提到的几个经典陷阱分析，终于茅塞顿开，找到了那个隐藏极深的同步问题所在。这充分说明了，这本书所传授的知识，是经过时间检验的、具有普适性的底层逻辑，而非仅仅是针对某个特定版本API的快速入门指南。很多培训班的教材可能更侧重于短时间内让你学会使用某个框架，以满足项目需求，但这本书的目标显然更高远——它旨在打磨你的内功，让你在技术栈不断迭代的浪潮中，依然能保持核心竞争力。

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从排版和可读性的角度来看，这本书的处理堪称业界典范。在这个电子屏幕主导阅读的时代，一本厚厚的纸质技术书如何保持读者的阅读粘性，是一个巨大的挑战。我发现这本书在这一点上做得相当出色。大量的代码示例被清晰地格式化，关键字高亮、缩进规范，即便是初次接触编程的人也能一眼分辨出结构。更贴心的是，作者似乎预判了读者在阅读过程中可能产生的困惑点，在关键的技术拐角处，会用“思考题”或者“注意”的小框来强调那些容易出错的地方，这极大地节省了我回头查阅资料的时间。我个人习惯在阅读技术书籍时，会在旁边准备一个笔记本，记录下自己理解得不够透彻的知识点。但在这本书里，我发现需要记录的“模糊地带”比我预期的要少得多，很多时候，书本本身的注释和解释就已经足够完善，这无疑提高了我的学习效率。这种对细节的极致追求，让阅读体验从“被动接收信息”转变为“主动探索知识体系”的过程。

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当我深入阅读这本书的中后段时，我开始体会到它在深度和广度上的平衡艺术。很多Java参考书往往在基础讲解后就戛然而止，或者直接跳跃到一些过于前沿、对新手不友好的高级框架，让人感觉前后脱节。然而，这本著作的编排逻辑却非常严谨，它像是精心绘制的一张技术地图，带领读者从Java的内功心法——比如内存管理、垃圾回收机制这些底层原理——一步步探索到集合框架、I/O流处理等核心API的精髓。我尤其欣赏作者在讲解并发编程部分时所采用的类比手法。面对那些复杂的线程同步、锁机制，仅仅靠枯燥的API文档是很难理解其深层含义的，但作者巧妙地引入了一些生活化的场景进行比喻，比如排队买票、资源争夺等，使得那些原本抽象难懂的概念瞬间变得鲜活起来，也更容易被大脑接纳和固化。读完这部分内容，我感觉自己对Java程序的运行机制有了更深层次的“内视”能力，这对于后续进行性能调优和排错至关重要。这种从宏观到微观，再回归应用层面的知识结构构建，体现了编纂者深厚的教学经验和对这门语言的深刻洞察。

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