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出版者:高等教育出版社

作者:刘璟、周玉龙/国别：中国大陆

出品人:

页数:442

译者:

出版时间:2004-11

价格:35.90元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040154962

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《精通C++：从基础到现代特性》 引言 C++，作为一门强大而灵活的面向对象编程语言，在软件开发领域扮演着举足轻重的角色。从高性能游戏引擎到嵌入式系统，从操作系统到金融交易平台，C++的应用无处不在。本书旨在带领读者深入探索C++的精髓，构建坚实的基础，并掌握现代C++的先进特性，从而能够独立完成复杂且高效的软件项目。本书不局限于语法层面的罗列，而是着重于理解C++的设计理念、内存管理机制以及各种编程范式的实践应用。 第一部分：C++语言基础与核心概念 在学习任何一门编程语言时，扎实的基础是成功的基石。本部分将带领读者循序渐进地掌握C++的基本语法和核心概念，为后续深入学习打下坚实的基础。 1. 程序结构与编译过程： 我们将从最基本的C++程序结构入手，理解`include`指令、`main`函数的作用，以及源代码如何经过预处理器、编译器、汇编器和链接器最终转化为可执行文件。深入理解编译过程有助于读者在遇到链接错误或编译器警告时，能够更准确地定位问题。 2. 基本数据类型与变量： 涵盖整数类型（`int`, `short`, `long`, `long long`）、浮点类型（`float`, `double`, `long double`）、字符类型（`char`）以及布尔类型（`bool`）。我们将详细讲解不同数据类型的存储空间、取值范围以及使用场景，并介绍变量的声明、初始化和赋值。 3. 运算符与表达式： 详细讲解算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符以及条件运算符。深入理解运算符的优先级和结合性，以及表达式的求值顺序，对于编写正确且高效的代码至关重要。 4. 控制流程语句： 学习如何使用条件语句（`if`, `else if`, `else`, `switch`）和循环语句（`for`, `while`, `do-while`）来控制程序的执行流程。我们将探讨嵌套结构、循环控制语句（`break`, `continue`, `goto`）的使用，并结合实际例子演示如何用它们来解决实际问题。 5. 函数： 函数是代码重用和模块化的基本单元。我们将深入讲解函数的定义、声明、调用、参数传递（传值、传引用、传指针），以及返回值。学习如何设计具有清晰接口和单一职责的函数，是编写可维护代码的关键。 6. 指针与引用： 指针和引用是C++中非常强大但同时也容易出错的工具。我们将详细解释指针的声明、解引用、指针算术，以及指针与数组的关系。引用则被介绍为对现有对象的别名，重点讲解其与指针的区别和使用场景。正确理解和使用指针与引用，是掌握C++内存管理和高级特性的前提。 7. 数组与字符串： 学习如何声明、初始化和访问一维、多维数组。对于字符串，我们将介绍C风格字符串（字符数组）和C++标准库中的`std::string`类。重点比较两者的区别，并演示`std::string`提供的丰富操作。 8. 内存管理： 理解C++的内存模型，包括栈、堆和静态存储区。重点讲解动态内存分配（`new`, `delete`, `new[]`, `delete[]`）的概念，以及内存泄漏的危害和避免方法。我们将初步介绍RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则，为后续的智能指针学习打下基础。 第二部分：面向对象编程（OOP）的深度探索 C++之所以强大，很大程度上归功于其对面向对象编程的支持。本部分将带领读者深入理解面向对象的四大基本特性，并学习如何在C++中优雅地实现它们。 1. 类与对象： 类的本质是数据和操作的封装。我们将学习如何定义类，包括数据成员（属性）和成员函数（方法）。理解对象的创建、访问和销毁。 2. 封装（Encapsulation）： 访问控制关键字（`public`, `private`, `protected`）是实现封装的关键。我们将详细讲解它们的含义和作用，以及如何通过接口（public成员）来暴露类的功能，同时隐藏内部实现细节。 3. 继承（Inheritance）： 继承允许我们创建新类（派生类），并从现有类（基类）继承属性和行为。我们将学习不同类型的继承（公有、保护、私有继承），以及基类成员在派生类中的访问权限。重点讲解虚基类的概念，以解决多重继承带来的菱形问题。 4. 多态（Polymorphism）： 多态是面向对象编程中最强大的特性之一，它允许用统一的接口处理不同类型的对象。我们将深入讲解函数重载、运算符重载，以及最重要的——运行时多态，即通过虚函数（`virtual`关键字）实现。理解纯虚函数和抽象类的概念，并学习如何设计灵活且可扩展的类层次结构。 5. 构造函数与析构函数： 构造函数用于对象的初始化，析构函数用于对象的清理。我们将学习默认构造函数、参数化构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数，以及拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。理解它们在对象生命周期中的作用，对于避免资源泄露和确保数据一致性至关重要。 6. 友元（Friend）： 介绍友元函数和友元类，它们可以访问类的私有和保护成员，但其使用应谨慎，以避免破坏封装性。 第三部分：C++ STL（Standard Template Library）与泛型编程 STL是C++标准库的核心组成部分，它提供了一套高效、通用的组件，极大地提高了开发效率。本部分将深入介绍STL的主要组成部分，并引出泛型编程的概念。 1. STL概览： 了解STL的设计理念，以及其三个主要组成部分：容器、算法和迭代器。 2. 容器（Containers）： 序列容器（Sequence Containers）： `std::vector`（动态数组）、`std::list`（双向链表）、`std::deque`（双端队列）、`std::forward_list`（单向链表）。详细讲解它们的内存模型、插入/删除效率、随机访问能力等特性，并指导读者根据实际需求选择合适的容器。 关联容器（Associative Containers）： `std::set`、`std::multiset`（有序集合）、`std::map`、`std::multimap`（键值对映射）。重点讲解它们基于红黑树的实现，以及键的唯一性、排序特性。 无序关联容器（Unordered Associative Containers）： `std::unordered_set`、`std::unordered_multiset`、`std::unordered_map`、`std::unordered_multimap`。介绍它们基于哈希表实现，提供近乎常数时间的平均查找、插入和删除操作。 容器适配器（Container Adapters）： `std::stack`、`std::queue`、`std::priority_queue`。讲解它们如何基于其他容器实现，并提供特定的访问接口。 3. 迭代器（Iterators）： 迭代器是连接容器和算法的桥梁。我们将介绍不同类别的迭代器（输入、输出、前向、双向、随机访问），以及它们的操作。学习如何使用迭代器遍历容器，以及执行插入、删除等操作。 4. 算法（Algorithms）： STL提供了大量的通用算法，包括排序、查找、拷贝、删除、数值计算等。我们将介绍常用的算法，例如`std::sort`、`std::find`、`std::copy`、`std::accumulate`等，并演示如何将其与不同容器结合使用。 5. 泛型编程与模板（Templates）： STL的核心就是模板。我们将深入讲解函数模板和类模板的定义与使用，以及模板的实例化过程。理解泛型编程如何实现代码的通用性和类型安全，这是掌握STL的关键。 第四部分：现代C++特性与实践 随着C++标准的不断更新，现代C++引入了许多强大的新特性，极大地提升了开发效率和代码安全性。本部分将重点介绍这些现代C++的亮点。 1. 智能指针（Smart Pointers）： 针对C风格手动内存管理的痛点，现代C++引入了智能指针，如`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`和`std::weak_ptr`。我们将详细讲解它们的用法、所有权转移机制、循环引用的问题以及如何有效避免内存泄漏。 2. Lambda表达式（Lambda Expressions）： Lambda表达式提供了一种简洁的方式来定义匿名函数对象，常用于算法的定制和回调函数。我们将学习Lambda表达式的语法、捕获列表（值捕获、引用捕获）、返回类型推导等。 3. 右值引用与移动语义（Rvalue References and Move Semantics）： 深入理解右值和左值的概念，以及右值引用的作用。重点讲解移动构造函数和移动赋值运算符，以及`std::move`和`std::forward`的使用，以实现高效的资源转移，减少不必要的拷贝。 4. 范围for循环（Range-based for loop）： 学习使用更加简洁的范围for循环来遍历容器和数组，以及自定义类型如何支持范围for循环。 5. `auto`关键字： 介绍`auto`关键字在类型推导中的作用，以及它如何简化代码，提高可读性。 6. `constexpr`与编译时计算： 学习`constexpr`关键字，它允许在编译时进行计算，从而提高程序的运行效率，并用于创建编译时常量。 7. 异常处理（Exception Handling）： 介绍`try`, `catch`, `throw`语句，以及如何优雅地处理程序运行时可能出现的异常。理解异常的安全展开（stack unwinding）机制。 8. 并发与多线程（Concurrency and Multithreading）： 介绍C++11及以后引入的多线程支持，包括`std::thread`、互斥锁（`std::mutex`）、条件变量（`std::condition_variable`）等。学习如何编写安全高效的多线程程序。 第五部分：高级主题与工程实践 在掌握了C++的基础和现代特性后，本部分将触及一些更高级的主题，并结合实际工程经验，分享编写高质量C++代码的原则和技巧。 1. 面向过程与面向对象混合编程： 讨论如何在实际项目中合理地结合面向过程和面向对象的编程风格。 2. 设计模式（Design Patterns）： 介绍一些常用的面向对象设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式等，并演示如何在C++中实现它们，以及这些模式如何解决软件设计中的常见问题。 3. 单元测试与代码覆盖率： 强调编写单元测试的重要性，以及如何使用C++的测试框架（如Google Test）来验证代码的正确性。 4. 代码优化与性能分析： 介绍一些基本的代码优化技巧，以及如何使用性能分析工具来识别和解决程序的性能瓶颈。 5. C++的 ABI（Application Binary Interface）兼容性： 简要介绍ABI的概念，以及它在跨模块、跨编译器开发中的重要性。 6. 构建系统简介： 简要介绍CMake等构建工具的作用，以及它们在大型C++项目中的应用。 结语 C++是一门不断发展和演进的语言，掌握它需要持续的学习和实践。本书提供的知识体系旨在帮助读者构建坚实的基础，理解其核心原理，并能够灵活运用现代C++的强大特性。通过大量的实例和深入的讲解，读者将不仅能够编写出功能正确的程序，更能写出高效、可维护、易于扩展的高质量C++代码，在各类复杂的软件开发项目中游刃有余。

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我最喜欢这本书的一点是它对“历史包袱”的处理方式。C++这门语言的发展历程充满了妥协与演进，很多旧的用法和新的标准之间存在着微妙的冲突或兼容性问题。这本书非常坦诚地指出了这些历史遗留问题，并清晰地划分了“现代C++”与“遗留C++”的界限。它明确告诉我们，在新的项目中应该采用哪些被推荐的现代实践，同时也不会完全摒弃对旧代码的理解能力。这种务实的态度，对于正在维护大型遗留项目或者需要与老旧库进行接口的工程师来说，简直是如虎添翼。它既让你拥有了面向未来的编程能力，又让你不至于在面对现存的庞大代码库时感到无从下手。这种兼顾过去、现在和未来的全景视角，使得这本书的生命周期得以极大地延长，它不仅仅是一本“速成指南”，更像是一本可以伴随程序员职业生涯成长的“技术圣经”。

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坦白讲，我一开始对这本书抱有很高的期望，但阅读过程中，我发现它在某些深度探讨上，稍微显得有些保守了。例如，在涉及并发编程和多线程模型的讲解部分，虽然基础概念交代得非常清楚，提供了标准的互斥锁和原子操作的应用实例，但对于更前沿的、与操作系统深度耦合的低延迟优化技巧，比如内存屏障的精细控制或特定硬件的缓存一致性模型，着墨不多，显得有些意犹而止。这当然不能算是缺点，毕竟一本书不可能面面俱到，但对于那些追求极致性能、希望深入到底层硬件交互的读者来说，可能需要辅以其他更偏向系统底层的书籍来补充。不过，对于绝大多数需要构建稳定、高效企业级应用的开发者而言，本书提供的知识体系已经非常扎实和全面了，它成功地搭建起了一座坚固的理论桥梁，让我们可以安全地跨越到复杂的编程领域。

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这本书的封面设计得非常现代，黑色的主色调配上亮眼的C++标志，给人一种专业而有深度的感觉。刚翻开第一页，我就被作者严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。它没有急于介绍那些花哨的新特性，而是扎扎实实地从底层原理入手，循循善诱地讲解了C++这门语言的核心思想。对于我这个已经接触过一些编程语言，但总觉得对C++理解不够透彻的读者来说，这种“溯本清源”的讲解方式无疑是极大的福音。书中对内存管理、指针操作的深入剖析，简直像是在为我打开一扇通往C++世界深处的窗户，让我看到了那些隐藏在高级语法糖之下的机器运作的本质。作者的文笔流畅，即便是讲解复杂的概念，也能用通俗易懂的语言进行阐述，大量的图示和代码示例更是让抽象的理论变得可视化、可操作。特别是书中对面向对象编程范式的哲学探讨，更是让人受益匪浅，它不仅仅是教你怎么写代码，更是在培养你“如何像C++程序员一样思考”的编程思维。这本书无疑是技术书架上不可或缺的一本参考宝典，值得反复研读。

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这本书的实用性简直超乎我的预期，它不是那种“纸上谈兵”的理论大全，而是真正能指导你在实际项目中解决问题的实战手册。我尤其欣赏它在高级特性讲解时所采取的“问题驱动”模式。比如，在讨论模板元编程时，作者并没有直接抛出复杂的代码，而是先描述了一个在传统方式下难以解决的性能瓶颈或代码冗余问题，然后顺理成章地引出模板元编程作为解决方案，这种方式极大地激发了我的学习兴趣和动力。书中对于C++11、14、17乃至更新版本的特性集成得非常自然，既保持了对经典C++精髓的尊重，又紧跟了时代的步伐，确保读者学到的知识是当前工业界主流的。当我按照书中的案例进行操作时，那些原本令我头疼的编译错误和运行时异常，在作者的引导下都迎刃而解。这本书的排版也非常考究，代码块与文字描述的间距恰到好处，重点内容的加粗和注释都做得非常到位，阅读体验非常舒适，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。

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这本书的作者在语言的“艺术性”和“工程性”之间找到了一个绝妙的平衡点。它不只是冷冰冰的技术说明书，读起来反而有一种和一位经验丰富的老工程师面对面交流的感觉。作者在讲解某些设计模式或语言特性时，常常会穿插一些他自己在职业生涯中踩过的“坑”和总结出的“最佳实践”。这些经验性的教诲，往往比单纯的语法规则更有价值，它们教会你如何在实际的团队协作中写出更健壮、更易于维护的代码，如何规避那些只有时间才能证明的潜在设计缺陷。比如，书中对于RAII原则的贯彻，不仅仅是告诉我们“要用智能指针”，而是深入分析了为何在C++这种资源管理复杂的语言中，RAII成为了不可动摇的基石，这种层层递进的论述方式，极大地增强了知识的说服力。我甚至觉得，这本书更像是一份高质量的代码审查文档，而不是一本传统的教材。

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