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出版者:BPB Publications

作者:Yashavant Kanetkar

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-03-14

价格:USD 20.36

装帧:Paperback

isbn号码:9788176565523

丛书系列:

图书标签:

• VC++
• Visual C++
• 编程技巧
• 代码示例
• Windows 编程
• 底层技术
• 性能优化
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《VC++ 深度探索：高级特性与实战技巧》 简介 《VC++ 深度探索：高级特性与实战技巧》是一本旨在带领读者深入理解并精通 Microsoft Visual C++（VC++）开发环境及其核心技术，从而构建高性能、高可靠性软件的进阶指南。本书并非对某一特定领域的浅尝辄止，而是致力于揭示 VC++ 开发的深层机制，解析那些往往被初学者忽视但对复杂项目至关重要的技术细节。我们将从 C++ 语言本身在 VC++ 环境下的独特表现入手，逐步深入到 Windows API 的奥秘，再到 MFC、ATL/COM、STL 等核心框架和库的精髓，最终汇聚于性能优化、并发编程、内存管理以及现代 C++ 标准在 VC++ 中的应用等关键领域。 本书的编写，源于对现代软件开发中 C++ 强大生命力的深刻认识，以及在 VC++ 这一成熟平台上进行高效开发的必要性。我们相信，精通 VC++ 不仅仅是掌握一门编程语言，更是理解操作系统底层原理、掌握高效工具链运用、以及具备系统性工程思维的综合体现。因此，本书的内容经过精心设计，力求循序渐进，既能为有一定 C++ 基础的开发者提供坚实的进阶路径，也能帮助经验丰富的 VC++ 程序员拓宽视野，解决实际工程中遇到的棘手难题。 本书内容详述 第一部分：VC++ 核心概念与底层机制 VC++ 编译与链接的奥秘： 本部分将剖析 VC++ 开发环境下的整个构建流程。我们将深入探讨预处理器、编译器（包括代码生成、优化策略）、汇编器以及链接器的工作原理。理解编译器生成的汇编代码，能帮助开发者洞察程序执行的细节，发现潜在的性能瓶颈。我们将讲解各种链接选项（静态链接、动态链接）、导入库、导出库的作用，以及如何处理符号链接和重定位问题。此外，还会探讨 C++ ABI（Application Binary Interface）在 VC++ 中的具体实现，以及这对于跨DLL调用和库兼容性的影响。 Windows API 深度解析： Windows API 是 VC++ 开发的基石。本书将超越表面 API 函数的调用，深入理解 Windows 消息机制、进程与线程管理、内存模型（虚拟内存、物理内存、内存映射文件）、同步原语（互斥锁、事件、信号量）的工作原理。我们将通过实际例子，展示如何高效利用 Windows API 来实现复杂的系统功能，例如文件 I/O、网络通信、注册表操作、设备驱动交互等。重点会放在如何编写健壮、高效且不易出错的 Windows 应用程序。 C++ 语言特性在 VC++ 中的实现与优化： 我们将审视 C++ 标准特性，如 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）、异常处理、RTTI（Run-Time Type Information）、虚函数、模板元编程等在 VC++ 编译器中的具体实现方式。特别会关注 VC++ 编译器提供的针对这些特性的优化技术，以及开发者可以通过哪些技巧来进一步提升代码的运行时性能，例如虚函数表（vtable）的结构，异常处理的开销，以及模板实例化带来的代码膨胀等问题。 第二部分：VC++ 常用框架与库精通 MFC（Microsoft Foundation Classes）高级应用： 对于仍活跃在 MFC 开发领域的工程师，本书将提供比基础教程更深入的视角。我们将解析 MFC 的文档/视图架构（Document/View Architecture）的深层设计，如何进行高效的视图更新和文档序列化。讨论 MFC 消息映射（Message Mapping）的内部机制，以及如何自定义消息泵。此外，还会探讨 MFC 的线程模型、内存管理（如 CObject 类的内存分配器）以及与其他 Windows API 和 COM 组件的集成。 ATL/COM（Active Template Library/Component Object Model）构建与管理： COM 是 Windows 平台上组件化开发的核心。本书将深入讲解 ATL 库如何帮助开发者高效地创建 COM 对象、接口和服务器（DLL、EXE、服务）。我们会详细阐述 IUnknown 接口、引用计数、进程内/进程外 COM 服务器、连接点（Connection Points）、双接口（Dual Interfaces）以及 COM+ 的一些高级特性。对于理解 COM 的生命周期管理、内存模型以及线程模型至关重要。 STL（Standard Template Library）的 VC++ 实现与性能调优： STL 是 C++ 开发不可或缺的工具集。本书将深入探究 VC++ 对 STL 的具体实现，包括各种容器（vector, list, map, set 等）的内部数据结构和算法。我们将分析 STL 算法的复杂度，并通过实例演示如何根据具体场景选择最合适的容器和算法，从而达到最佳性能。还会探讨 STL 内存分配器（allocator）的工作原理，以及如何自定义内存分配器来应对特定需求。 第三部分：VC++ 高级主题与性能工程 高性能并发编程： 在多核时代，并发编程是提升应用性能的关键。本书将系统介绍 VC++ 下的并发编程技术，包括 Windows 原生的线程和同步机制（CreateThread, WaitForSingleObject, Mutex, Event 等），以及 C++11 及更高版本提供的标准并发库（std::thread, std::mutex, std::condition_variable, std::async 等）。我们将深入探讨各种并发模型（如生产者-消费者模型、线程池）、死锁的检测与预防、以及原子操作（atomic operations）的应用。 高效内存管理与优化： 内存是宝贵的资源，尤其是在大型或实时系统中。本书将全面讲解 VC++ 中的内存管理策略，从堆分配（new/delete, malloc/free）到栈分配，再到内存池、全局内存分配器的优化。我们将分析内存碎片化问题，并提供检测和解决策略。还会探讨如何利用虚拟内存、内存映射文件等 Windows 特性来管理大型数据集，以及如何通过调试工具（如 VS 的内存诊断工具）来定位内存泄漏和溢出。 现代 C++ 标准在 VC++ 中的应用： 随着 C++ 标准的不断发展（C++11, C++14, C++17, C++20），新特性极大地提升了开发效率和代码质量。本书将重点介绍这些现代 C++ 特性如何在 VC++ 中得到支持和应用，例如智能指针（unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr）的应用以避免内存泄漏，范围 for 循环（range-based for loops）的便利性，Lambda 表达式的强大功能，以及移动语义（move semantics）和右值引用（rvalue references）带来的性能提升。 性能剖析与代码优化： 性能是软件工程中的永恒追求。本书将介绍 VC++ 中的性能剖析工具（如 Visual Studio Profiler），讲解如何使用它们来识别代码中的性能瓶颈。我们将深入分析不同优化级别的编译器选项（/O1, /O2, /Ox），以及内联函数、分支预测、循环展开等编译器的优化技术。此外，还会讲解如何通过算法改进、数据结构选择、缓存优化（cache-friendly programming）以及 SIMD指令（Single Instruction, Multiple Data）等方式来实现极致的性能提升。 DLL 动态链接库的设计与部署： DLL 是实现模块化开发和代码复用的重要手段。本书将详细讲解如何设计、构建和管理 DLL。我们将关注 DLL 的导出函数/类、导入库（.lib）的作用、DLL 的版本控制、延迟加载（delayed loading）、以及如何安全地加载和卸载 DLL。还会探讨依赖项管理和部署策略，确保 DLL 在目标环境中能够被正确加载和使用。 例外安全（Exception Safety）与资源管理： 编写能够正确处理异常并保证资源正确释放的代码是健壮软件的关键。本书将深入讲解 C++ 的例外安全级别（基本、强、不撤销），以及如何在 VC++ 环境下实现这些目标。我们将结合 RAII 和智能指针，演示如何设计能够保证资源（如文件句柄、内存、锁）在任何情况下都能被正确释放的代码。 编码规范与调试技巧： 良好的编码习惯和高效的调试技巧是提升开发效率和代码质量的保证。本书将提供一系列实用的编码规范建议，并介绍 VC++ IDE 中的高级调试功能，如条件断点、内存监视、线程窗口、调用堆栈分析等，以及如何利用断言（assert）和日志记录来辅助调试。 目标读者 本书适合以下读者： 已掌握 C++ 基础语法，希望深入理解 VC++ 开发环境及 Windows API 的程序员。 正在使用 VC++ 进行 Windows 应用程序、桌面软件、游戏引擎、系统服务等开发的工程师。 对高性能计算、多线程编程、内存优化有迫切需求的开发者。 希望提升代码质量、掌握高级调试技巧的 VC++ 开发者。 对 MFC、ATL/COM、STL 有一定了解，并希望深入其内部机制和高级用法的工程师。 总结 《VC++ 深度探索：高级特性与实战技巧》是一本面向实战的进阶读物，它不回避复杂的技术细节，而是力求为读者提供清晰、深入的解析和可操作的实践指导。通过本书的学习，您将能够更自信地驾驭 VC++，构建出满足严苛性能和稳定性要求的软件系统。我们期望本书能够成为您在 VC++ 开发道路上不可或缺的助手，助您成为一名真正意义上的 C++ 专家。

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我是在寻找解决一个棘手的并发编程难题时，偶然接触到这套书的。说实话，一开始我对它的期望并不高，毕竟市面上讲并发的书太多了，大多都是API的堆砌。然而，这本书的第三部分，专门论述了非锁定的数据结构和内存屏障的实战应用，彻底震撼了我。作者没有停留在理论层面去描绘CAS操作的原理，而是直接展示了如何在特定硬件架构上，通过精心设计的内存访问顺序，实现比传统互斥锁更优越的性能。特别是关于“虚假共享”（False Sharing）问题的剖析，配图清晰直观地展示了CPU缓存行竞争的残酷性。我立刻用书中提供的一个基于环形缓冲区（Ring Buffer）的无锁队列模型，替换了我项目中一个性能瓶颈严重的锁保护队列。结果是惊人的，在高并发读写场景下，延迟降低了近40%，系统的吞吐量也稳步上升。这本书的价值在于，它不是告诉你“应该”怎么做，而是通过展示“如何做到极致”的案例，迫使你重新审视你对底层硬件交互的理解。它更像是一份顶尖系统工程师的内部备忘录，充满了实战的智慧和血淋淋的教训。

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这本书简直是C++领域的黑科技宝典！我花了整整一周的时间，才啃完了前面几章关于内存管理和模板元编程的部分，那感觉就像是在攀登一座知识的珠穆朗玛峰，每征服一个小节，都有种醍醐灌顶的畅快。作者对于C++标准库底层实现的剖析，细致入微，简直到了令人发指的地步。比如，他对`std::vector`的扩容策略进行了深度挖掘，不仅解释了为什么选择2倍扩容，还对比了不同编译器在边界条件下的微小差异。更让我印象深刻的是，书中对移动语义（Move Semantics）的阐述，完全颠覆了我之前停留在“语法糖”层面的理解。作者通过大量的汇编级别的观察和性能测试，展示了完美转发（Perfect Forwarding）在复杂模板场景下的威力与陷阱。读完这部分，我简直想立刻重构我项目中所有涉及资源密集型操作的代码。这本书绝非为初学者准备的速成手册，它更像是一部需要带着批判性思维和十年经验去品读的武林秘籍，每多读一次，都能从中咂摸出新的味道，每一次阅读体验都充满了挑战与回报的循环。

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这本书的排版和逻辑结构，坦率地说，有点反直觉，但这或许正是它魅力的一部分。它不是那种线性的、循序渐进的教科书。更像是一系列高密度、高度集成的“技术模块”的集合。比如，我刚翻到关于资源获取即初始化（RAII）的最佳实践这一章时，它并没有从C++98讲起，而是直接切入到C++20协程（Coroutines）与RAII结合的微妙之处。那种跨越技术代际的对比和融合，让读者必须具备扎实的上下文知识才能跟上。我记得有一个章节专门讨论了运算符重载中“副作用”的不可预测性，作者用一系列优雅而又令人不安的例子，论证了某些看似方便的重载实践如何将代码维护的复杂度提升到指数级。读完之后，我甚至开始怀疑我过去写的一些“简洁”代码是否是潜在的定时炸弹。这本书的阅读体验是碎片化的、跳跃的，但当你把那些看似不相关的模块连接起来时，你会发现一个宏大而统一的C++设计哲学正在缓缓浮现。它考验的不仅仅是你的编程能力，更是你的“工程直觉”。

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我一直认为，掌握C++的“艺术”在于如何优雅地管理那些复杂的类型系统。这本书在模板编程（Template Metaprogramming, TMP）部分的深度，简直令人叹为观止。它不仅仅停留在SFINAE或者类型特性（Type Traits）的基础应用，而是深入探讨了如何利用类型系统来编码业务逻辑，从而在编译期捕获运行时才可能暴露的错误。书中关于“类型安全容器”的设计范例，特别是如何利用`concepts`（如果讨论的是较新版本）来约束模板参数，保证了接口的健壮性。我特别欣赏作者在讲解递归模板时所采用的类比手法，将复杂的编译期循环比喻为数学中的不动点迭代，这极大地帮助我理解了那些令人头晕目眩的递归展开过程。这本书让你明白，C++模板不仅仅是代码生成工具，它本质上是一种可以表达复杂算法的、图灵完备的声明式语言。读完这部分，我对编写泛型代码的敬畏感油然而生，深知其中蕴含的巨大潜力和必须承担的复杂性代价。

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这本书对“性能调优”的理解，已经超越了单纯的算法复杂度分析层面，进入了编译器优化器的思维空间。有一个章节专门对比了三种不同方式实现同样功能的代码块，在GCC、Clang和MSVC下生成的汇编差异。作者通过详细标注哪些差异会导致分支预测失败，哪些差异会影响寄存器分配，清晰地展示了“好代码”和“能跑的代码”之间的鸿沟。最有趣的是，书中甚至涉及到了如何“欺骗”现代编译器的优化器，以达到特定平台下的性能峰值，这听起来有点“黑客精神”，但对于需要榨干每一滴性能的嵌入式或高性能计算领域来说，是无价之宝。此外，它对内联函数（Inlining）的深入讨论，让我意识到，盲目地将所有函数标记为`inline`不仅无效，反而可能适得其反，因为这可能破坏编译器对函数边界的精确控制。这本书迫使你不仅要理解C++语言本身，更要深入理解你所依赖的工具链是如何工作的，提供了一种从“使用者”到“掌控者”的视角转变。

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