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出版者:清华大学

作者:温秀梅

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-10

价格:33.0

装帧:平装

isbn号码:9787302118565

丛书系列:

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好的，这是一本聚焦于现代软件工程实践与高级编程范式的技术书籍的简介，旨在为读者提供深入理解和掌握复杂系统构建的理论基础与实际操作技能，完全不涉及特定旧版C++教程或实验的特定内容。 --- 软件架构与高性能计算：现代系统设计范式精讲 深入探索下一代软件基石 本书旨在成为一本面向资深开发者、系统架构师以及计算机科学专业研究人员的权威参考指南。我们聚焦于当前工业界对可靠性、可扩展性和极致性能的迫切需求，系统性地梳理了支撑现代大规模应用的核心理论与前沿实践。本书摒弃了基础语法教学，直接切入复杂系统的设计、实现与优化层面。 全书分为三大核心板块，层层递进，构建起一个完整的现代软件生命周期认知框架。 第一部分：高级并发模型与并行计算（The Concurrency Frontier） 在多核处理器成为标配的今天，有效管理并发性是构建高性能系统的基石。本部分将深入剖析各种并发抽象层级的优劣，并提供实战指导。 1. 细粒度并发控制与内存模型： 我们首先从硬件层面理解缓存一致性协议（如MESI）如何影响软件的同步机制。随后，深入探讨现代编程语言提供的原子操作（Atomic Operations）的底层实现，以及它们在避免锁竞争和提高吞吐量方面的关键作用。我们将详尽分析“happens-before”关系在不同平台上的具体体现，指导读者如何编写真正无数据竞争的代码。 2. 现代并行编程范式： 本书对比了传统线程模型（如POSIX Threads, Pthreads）与更高级别的抽象，例如基于Actor模型的并发框架、CSP（Communicating Sequential Processes）的理念及其在实际库中的应用。重点讨论如何利用数据并行（Data Parallelism）和任务并行（Task Parallelism）来最大化CPU利用率。 3. 异步I/O与响应式系统： 在网络密集型应用中，阻塞I/O是性能瓶颈的主要来源。本章将详细介绍基于事件循环（Event Loop）的I/O复用技术（如epoll, kqueue, IOCP），并探讨如何构建高吞吐量的非阻塞网络服务。响应式编程的核心概念——数据流管理和背压（Backpressure）机制，将通过实际案例进行剖析，帮助读者设计出能够优雅应对流量洪峰的系统。 第二部分：高性能数据结构与算法优化（Optimization & Data Integrity） 性能的提升往往始于对数据存取方式的深刻理解。本部分侧重于超越标准库范畴的、面向特定场景的高级数据结构设计与内存布局优化。 1. 缓存友好的数据布局（Cache-Aware Design）： 探讨局部性原理（Locality of Reference）如何直接影响程序执行速度。内容涵盖结构体对齐（Structure Alignment）、数组的顺序存储优势，以及如何重构数据结构（如数组的数组 vs. 数组的结构体）以适应CPU L1/L2/L3缓存的层级结构。我们将介绍软件事务内存（STM）的概念，尽管其实际应用有限，但其设计思想对理解并发控制至关重要。 2. 锁无关与无锁数据结构： 深入研究如何设计和实现复杂的、高性能的无锁（Lock-Free）和等待无关（Wait-Free）数据结构，如栈、队列、哈希表等。重点分析基于CAS（Compare-and-Swap）循环的实现细节，以及如何利用RRCU（Read-Copy-Update）等机制来保证在无锁环境下的数据一致性。 3. 内存管理的高级技巧： 不再满足于标准分配器（malloc/new），本书将介绍自定义内存池（Memory Pools）、线程局部存储（Thread-Local Storage）的优化使用，以及如何与操作系统交互以精确控制内存映射（mmap）。对于需要极低延迟的场景，我们将讨论大页（Huge Pages）的使用及其对TLB（Translation Lookaside Buffer）缓存的影响。 第三部分：系统级编程与健壮性工程（System Robustness and Interfacing） 现代软件必须在异构环境中稳定运行。本部分将关注程序与外部环境交互时的健壮性设计和跨语言/平台集成。 1. 模块化设计与接口契约（API Contract Engineering）： 讨论如何设计清晰、稳定的模块边界。重点在于版本控制策略（Versioning）和前向/后向兼容性保证。我们将分析如何使用接口描述语言（如Protocol Buffers, IDL）来定义明确的、平台无关的通信契约，确保微服务或库之间通信的可靠性。 2. 进程间通信（IPC）的高效利用： 超越简单的套接字通信，本书详细对比了共享内存（Shared Memory）、消息队列（Message Queues）以及管道（Pipes）在延迟和带宽方面的表现。对于高性能场景，我们将探讨零拷贝（Zero-Copy）技术在网络栈和文件I/O中的应用，以减少数据在内核态和用户态之间的不必要拷贝。 3. 调试、剖析与性能度量（Profiling and Observability）： 健壮的系统需要深入的可观察性。本章指导读者使用专业的动态跟踪工具（如DTrace, eBPF框架）进行运行时性能分析，识别锁竞争热点和缓存未命中。同时，介绍如何构建有效的错误报告和崩溃恢复机制，确保系统在遇到预期之外的状态时能够安全降级或快速重启。 面向读者： 本书假设读者已具备扎实的编程基础，熟悉至少一种主流的系统级编程语言（如C++, Rust, 或Go），并希望将知识从“能跑起来”提升到“极致性能和工业级可靠性”的水平。它不是入门手册，而是深入内核、直面挑战的实践指南。通过本书的学习，读者将能够自信地驾驭大规模、高并发、对延迟敏感的软件系统设计工作。

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这本书对于那些想要深入理解C++语言特性，并将其应用于实际开发中的读者来说，绝对是一本不可多得的宝藏。我尤其欣赏作者在讲解一些高级特性时，例如模板、异常处理和STL容器时，所展现出的清晰逻辑和严谨态度。他并没有简单地堆砌知识点，而是通过循序渐进的方式，将这些看似复杂的概念一一拆解，并辅以大量的代码示例，让读者能够清晰地看到这些特性是如何工作的，以及它们在实际开发中能够发挥怎样的作用。我曾在一本其他的书中遇到对异常处理的讲解，感觉非常晦涩，而在这本书中，作者通过一个简单的文件读写出错的例子，就将异常处理的原理和用法讲解得明明白白，让我茅塞顿开。

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这本书的出版，我真的等了太久了！作为一名从C语言转到C++的初学者，我一直苦于找不到一本既能系统讲解面向对象精髓，又能切实指导实践的教材。市面上很多书要么过于理论化，充斥着各种晦涩的概念和抽象的类比，看得人云里雾里，要么就是简单粗暴地罗列语法，缺乏深入的剖析和引导。而《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》恰恰填补了这一空白。我从拿到这本书的那一刻起，就被它扎实的理论基础和丰富的实践内容深深吸引。作者在讲解面向对象三大特性（封装、继承、多态）时，不仅仅是停留在定义层面，而是通过大量形象生动的比喻，比如“黑箱操作”、“家族传承”、“一物多用”等，将这些抽象的概念变得通俗易懂，让我这个初学者也能迅速领会其精髓。

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作为一个已经工作了几年的开发者，我经常需要接触到一些遗留的C++项目，但由于当时学习C++时，接触的更多是面向过程的编程方式，对面向对象的设计思想理解得不够深入，导致在理解和维护这些项目时常常感到力不从心。《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》这本书，对于我这样的开发者来说，简直就是及时雨。作者在讲解面向对象设计原则时，非常注重实际应用，例如，在讲解“开闭原则”时，不仅仅是解释了概念，还结合了实际的软件修改场景，详细阐述了如何在不修改原有代码的情况下，通过继承和接口来实现功能的扩展。这种“从问题出发，解决问题”的讲解方式，让我能够更好地将书中知识与我的工作相结合，提升代码的可维护性和可扩展性。

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我个人认为，很多C++的教程都存在一个问题，那就是过于强调语法，而忽略了编程思想的培养。而《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》则恰恰相反，它在教授语法的同时，更加注重引导读者去理解面向对象的设计思想。作者在讲解每一个设计模式时，都会结合实际的开发场景，分析该模式是如何解决特定问题的，以及它的优缺点是什么。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我不仅仅学会了如何使用某种设计模式，更重要的是理解了设计模式背后的逻辑和思想，从而能够举一反三，在以后的开发中主动运用设计模式来构建更优良的软件。

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我必须说，这本书在实验部分的设置上，真的让人惊喜连连。很多教程在讲完理论后，给的实验例程都过于简单，要么就是复制粘贴官方示例，缺乏实际的锻炼意义，要么就是根本没有实验环节，让读者只能纸上谈兵。但是，《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》不一样，它的实验设计非常贴合实际项目开发的需求，而且难度循序渐进。从最基础的类和对象的创建、属性和方法的调用，到后面更复杂的继承、多态的应用，以及STL模板库的使用，每一个实验都设计得非常巧妙，能够让读者在动手实践中巩固理论知识，并且逐渐掌握解决实际问题的能力。我印象最深的是关于多态的实验，通过模拟不同图形的绘制和交互，让我深刻理解了虚函数和抽象类的强大之处，也让我对如何设计灵活可扩展的系统有了初步的认识。

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对于许多初学者来说，C++的指针和内存管理常常是他们难以逾越的坎。而《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》在这一块的处理，可以说是既有深度又不失温度。它没有回避这些困难的概念，而是通过生动的类比和细致的代码演示，帮助读者逐步理解指针的本质，以及如何安全有效地管理内存。作者在讲解智能指针的部分，更是让我受益匪浅。在接触这本书之前，我总觉得手动管理内存非常麻烦，而且容易出错，但通过学习智能指针，我不仅掌握了RAII（资源获取即初始化）的编程范式，还学会了如何利用`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`来自动化内存管理，极大地提高了代码的安全性和健壮性。

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这本书最让我印象深刻的一点是，它不仅仅是一个单纯的“教程”，更是一个“实验”平台。作者深知理论与实践相结合的重要性，因此在每一章节的末尾，都精心设计了一系列富有挑战性和实践性的实验。这些实验不仅仅是简单的代码练习，而是引导读者去思考、去设计、去实现一个小的功能模块。我记得在学习类继承时，书中提供了一个模拟“动物园”的实验，要求读者设计不同动物的类，并实现它们的叫声和移动方式。这个实验让我深刻体会到了继承的强大之处，同时也让我开始思考如何设计一个更加灵活的类层次结构，以应对未来可能出现的各种动物。

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这本书的排版和图示也值得称赞。在学习编程的过程中，清晰的排版和直观的图示能够极大地提高学习效率。作者在这本书中，恰恰做到了这一点。《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》的整体排版清晰明了，代码块的着色和缩进都非常规范，阅读起来非常舒适。更重要的是，书中穿插了大量精心绘制的图示，用以解释复杂的概念，比如类之间的关系、对象的内存布局等。这些图示不仅帮助我更直观地理解了抽象的概念，还让我对C++的底层机制有了更深刻的认识。例如，在讲解指针和引用时，作者通过一个详细的内存示意图，将指针和引用的区别和联系展现得淋漓尽致，让我豁然开朗。

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我一直觉得，学习一门编程语言，不仅仅是掌握语法，更重要的是培养一种思维方式。而面向对象编程，无疑是现代软件开发中至关重要的一种思维模式。《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》在这方面做得非常出色。它不仅仅是告诉你怎么写代码，更重要的是告诉你为什么这么写，以及这样做有什么好处。比如，在讲解封装的时候，作者深入剖析了信息隐藏的好处，解释了为什么需要通过公共接口来访问私有成员，以及如何通过封装来降低代码的耦合度。这种对“道”的阐释，让我对面向对象编程有了更深层次的理解，也让我开始思考如何在自己的项目中运用面向对象的思想来设计更优雅、更健壮的程序。

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我一直认为，一本优秀的编程教材，应该能够激发读者的学习兴趣，并引导他们建立正确的编程思维。《Visual C++面向对象程序设计教程与实验》在这方面做得非常出色。作者在讲解每一个概念时，都力求深入浅出，并且结合了大量的实际开发场景。例如，在讲解多态的时候，作者并没有仅仅停留在理论上，而是通过一个“图形编辑器”的例子，向读者展示了如何利用多态来实现不同形状的绘制和交互。这种“从实际应用出发，再回归理论”的讲解方式，让我能够更好地理解抽象的概念，并将其与实际问题联系起来，从而更有效地应用到自己的编程实践中。

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