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出版者:人民邮电出版社

作者:[美] Martin Reddy

出品人:

页数:380

译者:刘晓娜

出版时间:2013-8

价格:89.00

装帧:平装

isbn号码:9787115322999

丛书系列:

图书标签:

C++
C/C++
程序设计
软件工程
接口
设计模式
编程
API
C++ API设计
编程语言
软件开发
接口设计
面向对象
标准库
代码质量
软件工程
设计模式
高效编程

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具体描述

现代软件开发中的一大难题就是如何编写优质的API。API负责为某个组件提供逻辑接口并隐藏该模块的内部细节。多数程序员依靠的是经验和冒险，从而很难达到健壮、高效、稳定、可扩展性强的要求。Martin Reddy博士在自己多年经验基础之上，对于不同API风格与模式，总结出了API设计的种种最佳策略，着重针对大规模长期开发项目，辅以翔实的代码范例，从而有助于设计决策的成功实施，以及软件项目的健壮性及稳定性的实现。

主要内容：

API简介及其特点

API的一些设计模式及惯用法

影响API的设计的一些C++特性

把控API的风格与性能

版本控制与文档化的实现

各种优秀的测试方法

如何创建脚本绑定，以便API能被诸如Ruby和Python等语言调用

可扩展性API的基本实现方式

类库的编译器实现

作者简介

作者简介：

Martin Reddy

博士是软件行业的一名老兵，有着15年以上的从业经验，共撰写过40多篇论文，拥有3项软件专利，并与他人合著了Level of Detail for 3D Graphics。另外，他还是ACM以及IEEE的会员。

早年，他曾在SRI International供职5年，主要从事分布式三维地形可视化技术方面的工作，他成功创建了在Web上描述3D地球空间信息模型的ISO标准，并且还连续两年被选为Web3D协会的会长。

他曾在Pixar动画工作室工作过6年，担任内部动画系统的首席工程师，设计并实现了很多高性能API，这些API在一些奥斯卡获奖及提名影片的制作中都发挥了关键作用，这些影片有《海底总动员》、《超人总动员》、《赛车总动员》、《料理鼠王》，以及《机器人总动员》等。

他还开办了一家咨询公司Code Reddy，为各家软件公司提供技术咨询，主要客户有Linden Lab和Planet 9 Studios，为大型在线3D虚拟世界《第二人生》设计了API并改善了其基本架构。

现在他担任ToyTalk公司的首席技术官。

译者简介：

刘晓娜

中国科学院计算技术研究所员工，在职博士，从事网络大数据采集及挖掘方面的研究，爱好读书、翻译和旅游。

臧秀涛

硕士毕业于中国科学院计算技术研究所。曾从事网络游戏、操作系统方面的开发工作。热爱技术、读书和翻译。

林健

中国科学院计算技术研究所博士生，从事机群与网格计算方面的研究，爱好DIY、开源软件与技术写作。

目录信息

目录

第1章　API简介　　1
1.1 　什么是API　　1
1.1.1 　契约和承包人　　2
1.1.2 　C++中的API　　3
1.2 　API设计上有什么不同　　4
1.3 　为什么使用API　　5
1.3.1 　更健壮的代码　　6
1.3.2 　代码复用　　6
1.3.3 　并行开发　　8
1.4 　何时应当避免使用API　　9
1.5 　API示例　　10
1.5.1 　API层次　　10
1.5.2 　真实示例　　12
1.6 　文件格式和网络协议　　13
1.7 　关于本书　　15
第2章　特征　　17
2.1 　问题域建模　　17
2.1.1 　提供良好的抽象　　17
2.1.2 　关键对象的建模　　19
2.2 　隐藏实现细节　　20
2.2.1 　物理隐藏：声明与定义　　20
2.2.2 　逻辑隐藏：封装　　22
2.2.3 　隐藏成员变量　　23
2.2.4 　隐藏实现方法　　26
2.2.5 　隐藏实现类　　28
2.3 　最小完备性　　29
2.3.1 　不要过度承诺　　29
2.3.2 　谨慎添加虚函数　　30
2.3.3 　便捷API　　31
2.4 　易用性　　33
2.4.1 　可发现性　　34
2.4.2 　不易误用　　34
2.4.3 　一致性　　36
2.4.4 　正交　　38
2.4.5 　健壮的资源分配　　40
2.4.6 　平台独立　　43
2.5 　松耦合　　44
2.5.1 　仅通过名字耦合　　45
2.5.2 　降低类耦合　　45
2.5.3 　刻意的冗余　　47
2.5.4 　管理器类　　48
2.5.5 　回调、观察者和通知　　50
2.6 　稳定的、文档详细且经过测试的API　　53
第3章　模式　　54
3.1 　Pimpl惯用法　　55
3.1.1 　使用Pimpl　　56
3.1.2 　复制语义　　59
3.1.3 　Pimpl与智能指针　　60
3.1.4 　Pimpl的优点　　61
3.1.5 　Pimpl的缺点　　62
3.1.6 　C语言的不透明指针　　62
3.2 　单例　　64
3.2.1 　在C++中实现单例　　64
3.2.2 　使单例线程安全　　66
3.2.3 　单例与依赖注入　　68
3.2.4 　单例与单一状态　　69
3.2.5 　单例与会话状态　　71
3.3 　工厂模式　　71
3.3.1 　抽象基类　　72
3.3.2 　工厂示例　　73
3.3.3 　扩展工厂示例　　74
3.4 　API包装器模式　　76
3.4.1 　代理模式　　76
3.4.2 　适配器模式　　79
3.4.3 　外观模式　　81
3.5 　观察者模式　　83
3.5.1 　MVC架构　　83
3.5.2 　实现观察者模式　　84
3.5.3 　推与拉观察者　　87
第4章　设计　　88
4.1 　良好设计的例子　　89
4.1.1 　积累技术债　　89
4.1.2 　偿还技术债　　90
4.1.3 　为长期而设计　　91
4.2 　收集功能性需求　　92
4.2.1 　什么是功能性需求　　93
4.2.2 　功能性需求举例　　94
4.2.3 　维护需求　　94
4.3 　创建用例　　95
4.3.1 　开发用例　　95
4.3.2 　用例模板　　95
4.3.3 　编写高质量用例　　96
4.3.4 　需求与敏捷开发　　98
4.4 　API设计的元素　　100
4.5 　架构设计　　102
4.5.1 　架构的开发　　103
4.5.2 　架构的约束　　104
4.5.3 　识别主要抽象　　105
4.5.4 　创造关键对象　　106
4.5.5 　架构模式　　109
4.5.6 　架构的交流　　110
4.6 　类的设计　　111
4.6.1 　面向对象概念　　112
4.6.2 　类设计选项　　113
4.6.3 　使用继承　　113
4.6.4 　Liskov替换原则　　115
4.6.5 　开放?封闭原则　　118
4.6.6 　迪米特法则　　119
4.6.7 　类的命名　　120
4.7 　函数设计　　121
4.7.1 　函数设计选项　　121
4.7.2 　函数命名　　122
4.7.3 　函数参数　　123
4.7.4 　错误处理　　125
第5章　风格　　129
5.1 　纯C API　　129
5.1.1 　ANSI C特性　　130
5.1.2 　ANSI C API的优点　　132
5.1.3 　使用ANSI C编写API　　132
5.1.4 　从C++中调用C函数　　134
5.1.5 　案例研究：FMOD C API　　135
5.2 　面向对象的C++ API　　136
5.2.1 　面向对象API的优点　　136
5.2.2 　面向对象API的缺点　　136
5.2.3 　案例研究：FMOD C++ API　　137
5.3 　基于模板的API　　138
5.3.1 　基于模板的API示例　　138
5.3.2 　模板与宏　　139
5.3.3 　基于模板的API的优点　　140
5.3.4 　基于模板的API的缺点　　141
5.4 　数据驱动型API　　141
5.4.1 　数据驱动型Web服务　　142
5.4.2 　数据驱动型API的优点　　143
5.4.3 　数据驱动API的缺点　　144
5.4.4 　支持可变参数列表　　144
5.4.5 　案例研究：FMOD数据驱动型API　　147
第6章　C++用法　　149
6.1 　命名空间　　149
6.2 　构造函数和赋值　　150
6.2.1 　控制编译器生成的函数　　152
6.2.2 　定义构造函数和赋值操作符　　153
6.2.3 　explicit关键字　　154
6.3 　const正确性　　155
6.3.1 　方法的const正确性　　155
6.3.2 　参数的const正确性　　157
6.3.3 　返回值的const正确性　　157
6.4 　模板　　158
6.4.1 　模板术语　　158
6.4.2 　隐式实例化API设计　　160
6.4.3 　显式实例化API设计　　162
6.5 　操作符重载　　164
6.5.1 　可重载的操作符　　164
6.5.2 　自由操作符与成员操作符　　165
6.5.3 　为类添加操作符　　166
6.5.4 　操作符语法　　168
6.5.5 　转换操作符　　170
6.6 　函数参数　　171
6.6.1 　指针与引用参数　　171
6.6.2 　默认参数　　172
6.7 　避免使用#define定义常量　　173
6.8 　避免使用友元　　175
6.9 　导出符号　　176
6.10 　编码规范　　179
第7章　性能　　181
7.1 　通过const引用传递输入参数　　182
7.2 　最小化#include依赖　　184
7.2.1 　避免“无所不包型”头文件　　184
7.2.2 　前置声明　　184
7.2.3 　冗余的#include警戒语句　　186
7.3 　声明常量　　188
7.4 　初始化列表　　190
7.5 　内存优化　　192
7.6 　除非需要，勿用内联　　196
7.7 　写时复制　　198
7.8 　迭代元素　　202
7.8.1 　迭代器　　202
7.8.2 　随机访问　　203
7.8.3 　数组引用　　204
7.9 　性能分析　　205
7.9.1 　时效性分析　　205
7.9.2 　基于内存的分析　　207
7.9.3 　多线程分析　　208
第8章　版本控制　　209
8.1 　版本号　　209
8.1.1 　版本号的意义　　209
8.1.2 　小众的编号方案　　210
8.1.3 　提供API的版本信息　　211
8.2 　软件分支策略　　213
8.2.1 　分支策略　　213
8.2.2 　分支方针　　213
8.2.3 　API和并行分支　　214
8.2.4 　文件格式和并行发布产品　　215
8.3 　API的生命周期　　216
8.4 　兼容性级别　　217
8.4.1 　向后兼容性　　217
8.4.2 　功能兼容性　　218
8.4.3 　源代码兼容性　　218
8.4.4 　二进制兼容性　　219
8.4.5 　向前兼容性　　221
8.5 　怎样维护向后兼容性　　222
8.5.1 　添加功能　　222
8.5.2 　修改功能　　223
8.5.3 　弃用功能　　224
8.5.4 　移除功能　　226
8.6 　API审查　　226
8.6.1 　API审查的目的　　226
8.6.2 　API预发布审查　　227
8.6.3 　API预提交审查　　228
第9章　文档　　230
9.1 　编写文档的理由　　230
9.1.1 　定义行为　　230
9.1.2 　为接口契约编写文档　　232
9.1.3 　告知行为的改变　　233
9.1.4 　文档涉及的内容　　234
9.2 　文档的类型　　236
9.2.1 　自动生成的API文档　　237
9.2.2 　概述文档　　237
9.2.3 　示例和教程　　238
9.2.4 　发布说明　　238
9.2.5 　授权信息　　239
9.3 　文档可用性　　241
9.4 　使用Doxygen　　242
9.4.1 　配置文件　　242
9.4.2 　注释风格和命令　　242
9.4.3 　API注释　　243
9.4.4 　文件注释　　245
9.4.5 　类注释　　245
9.4.6 　方法注释　　246
9.4.7 　枚举注释　　247
9.4.8 　带有文档的示例头文件　　247
第10章　测试　　250
10.1 　编写测试的理由　　250
10.2 　API测试的类型　　252
10.2.1 　单元测试　　253
10.2.2 　集成测试　　255
10.2.3 　性能测试　　257
10.3 　编写良好的测试　　259
10.3.1 　良好测试的特征　　259
10.3.2 　测试对象　　260
10.3.3 　关注测试工作量　　261
10.3.4 　与QA一起工作　　261
10.4 　编写可测试的代码　　262
10.4.1 　测试驱动开发　　262
10.4.2 　桩对象和模拟对象　　264
10.4.3 　测试私有代码　　267
10.4.4 　使用断言　　269
10.4.5 　契约编程　　270
10.4.6 　记录并重放功能　　272
10.4.7 　支持国际化　　273
10.5 　自动化测试工具　　273
10.5.1 　自动化测试框架　　274
10.5.2 　代码覆盖率　　277
10.5.3 　缺陷跟踪系统　　279
10.5.4 　持续构建系统　　280
第11章　脚本化　　282
11.1 　添加脚本绑定　　282
11.1.1 　扩充或嵌入　　282
11.1.2 　脚本化的优点　　283
11.1.3 　语言兼容性问题　　284
11.1.4 　跨越语言障碍　　285
11.2 　脚本绑定技术　　286
11.2.1 　Boost Python　　286
11.2.2 　SWIG　　286
11.2.3 　Python-SIP　　287
11.2.4 　COM自动化　　287
11.2.5 　CORBA　　288
11.3 　使用Boost Python添加Python绑定　　289
11.3.1 　构建Boost Python　　290
11.3.2 　使用Boost Python包装C++ API　　290
11.3.3 　构造函数　　292
11.3.4 　扩充Python API　　293
11.3.5 　C++中的继承　　295
11.3.6 　跨语言多态　　296
11.3.7 　支持迭代器　　298
11.3.8 　综合应用　　298
11.4 　使用SWIG添加Ruby绑定　　300
11.4.1 　使用SWIG包装C++ API　　301
11.4.2 　调整Ruby API　　303
11.4.3 　构造函数　　304
11.4.4 　扩充Ruby API　　304
11.4.5 　C++中的继承　　305
11.4.6 　跨语言多态　　307
11.4.7 　综合应用　　307
第12章　可扩展性　　310
12.1 　通过插件扩展　　310
12.1.1 　插件模型概览　　311
12.1.2 　插件系统设计问题　　313
12.1.3 　以C++实现插件　　314
12.1.4 　插件API　　315
12.1.5 　插件示例　　317
12.1.6 　插件管理器　　318
12.1.7 　插件版本控制　　321
12.2 　通过继承扩展　　322
12.2.1 　添加功能　　322
12.2.2 　修改功能　　323
12.2.3 　继承与STL　　324
12.2.4 　继承与枚举　　325
12.2.5 　访问者模式　　326
12.2.6 　禁止子类化　　331
12.3 　通过模板扩展　　332
12.3.1 　基于策略的模板　　332
12.3.2 　奇特的递归模板模式　　334
附录A 　库　　336
参考文献　　351
索引　　355
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

如题，看的英文版，有些地方看英文不是很理解，想看下中文怎么翻译的，无奈找不到电子版，目前来看也不值得买一本中文版做参考。谢谢大家！当然译者辛苦了！

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅和内容深度远超我的预期，感觉像是一次对C++现代编程范式的系统性重塑之旅。我原本以为它会集中在一些零散的库接口或特定的设计模式上，但实际上，作者似乎想构建一个完整的、面向未来的C++架构蓝图。开篇对于“概念”（Concepts）的引入，就非常扎实且前瞻性十足，它不仅仅是罗列语法，而是深入剖析了为何我们需要更严格的模板约束，以及如何通过概念来提高泛型代码的可读性和编译时错误报告的清晰度。特别是书中关于“契约式设计”在C++环境下的具体实现探讨，结合了现代编译器特性的优化，让我对如何构建健壮且可维护的大型框架有了全新的认识。后续章节对资源管理和RAII的深入挖掘，也远比市面上大多数书籍停留在表面介绍要深刻得多，它探讨了在多线程和异步编程场景下，如何保持资源生命周期的绝对正确性，这对于企业级应用开发而言，简直是福音。这本书的价值不在于教你如何调用某个函数，而在于培养你从底层原理出发，设计出优雅、高效且经得起时间考验的API的思维模式。

评分☆☆☆☆☆

我之前读过很多关于面向对象设计和UML建模的书籍，但它们大多是基于C++98或早期的C++11来构建理论框架的。这本书的独特之处在于，它完全是建立在C++20的最新特性之上进行API设计的探讨。特别是书中对于“值语义与引用语义的哲学辩证”的论述，结合了`std::span`、`std::optional`和`std::variant`这三大“值语义神器”，提供了一套全新的、比传统继承多态更灵活的组合方式。它引导读者思考，在现代C++中，什么情况下仍然需要类层次结构，以及如何用更轻量级的类型组合来替代沉重的多态开销。读完这部分内容后，我发现自己对过去设计中的许多类耦合问题都有了豁然开朗的感觉，它不是在教你设计模式，而是在教你如何用现代C++的“工具箱”来自然地生成更优的设计。这本书无疑是为那些已经熟悉C++基础语法，但渴望迈向高级架构师行列的工程师量身定制的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是相当的克制和精确，几乎没有冗余的词汇，每一句话似乎都承载了特定的技术信息。它不像某些教程那样，用生动活泼的比喻来掩盖内容的单薄，而是直击核心，步步为营。我个人对其中关于“元编程在并发原语设计中的应用”这一块的论述非常感兴趣。作者没有止步于使用`std::atomic`，而是深入剖析了如何利用模板和编译时检查，来构建更高级别的、面向特定领域（如锁无关数据结构）的并发抽象。这要求读者具备扎实的底层知识，但对于想从“使用标准库”晋升到“理解并扩展标准库”的开发者来说，这是不可多得的宝藏。书中对某些历史遗留问题的反思，比如早期的C++在泛型编程上的不足，以及现代特性如何弥补这些缺陷的分析，也让整个技术演进的脉络清晰可见。

评分☆☆☆☆☆

我对技术书籍的阅读习惯是，通常会先跳到中间部分看看作者的实战经验，这次我直接翻到了关于“模块化与可链接性”的那一章。我原本期望看到的是关于CMake或Bazel的配置指南，但这本书给出的视角完全不同，它聚焦于C++语言本身如何支持更松耦合的构建：即如何设计出真正意义上的“头文件友好”且易于被未来标准接受的API接口。作者详细分析了C++17/20标准中命名空间、可见性和链接属性的细微差别如何影响二进制兼容性。我特别欣赏它对“前置声明的艺术”的讨论，这不仅是避免循环依赖的技巧，更是一种设计哲学——即在不暴露实现细节的前提下，提供最大程度的编译速度优势。此外，书中对异常处理机制的讨论也极其深入，它没有简单地推荐“不要在性能关键路径使用异常”，而是给出了在特定场景下，如何设计出既安全又不至于带来不可预测运行时开销的异常传播模型，这才是真正成熟的工程实践。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书时，我主要是想找一些关于如何让C++代码更具“Pythonic”或“Rust-like”简洁性的技巧，但这本书的调性明显更偏向于对底层性能和ABI兼容性的极致追求，体现出一种非常“硬核”的工程美学。其中关于内存布局和缓存效率的章节，简直可以看作是一份高级性能调优手册。作者没有回避那些令人头疼的细节，比如`std::hardware_destructive_interference_size`的使用场景，以及在不同编译选项下，虚函数表指针的开销分析。这对于我们团队目前面临的低延迟交易系统优化问题，提供了极具操作性的指导。更令我印象深刻的是，书中对C++模板元编程的介绍并非为了炫技，而是展示了如何利用它来“编译期执行”复杂的类型检查和转换，从而在运行时将所有性能开销降到最低。这套方法论体系非常严谨，读起来需要高度集中注意力，但一旦理解了其中的逻辑，你会发现自己对性能瓶颈的理解达到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

实体书

评分☆☆☆☆☆

设计良好的API是非常困难的，需要多年浸淫于框架设计领域，才能体会其精华所在，fighting

评分☆☆☆☆☆

算是一本最佳实践的指南吧。跳了几年坑感觉深有感触。

评分☆☆☆☆☆

C++API领域中的《代码大全》，非常适合框架、库的开发者。

评分☆☆☆☆☆

全面，很多实用经验。可以作为一个大纲性质的书来读，通过这个可以增加广度。