Modernes C++ Design. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:mitp-Verlag

作者:Andrei Alexandrescu

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:2003-5-31

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9783826613470

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 现代C++
• 设计模式
• Effective Modern C++
• C++11
• C++14
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• C++20
• 编程技巧
• 代码质量
• 性能优化

《现代 C++ 设计模式：拥抱 C++11 及更高版本，构建健壮、高效的软件》 书籍概述 《现代 C++ 设计模式》是一本深度剖析 C++11、C++14、C++17 及更高版本特性的权威指南，旨在帮助开发者超越传统 C++ 的局限，掌握利用语言最新标准构建现代、可维护、高性能软件的艺术。本书并非简单罗列设计模式的定义，而是将其置于现代 C++ 的强大语境中，深入探讨如何利用 lambda 表达式、智能指针、移动语义、并发原语、类型推导等语言特性，更优雅、更高效地实现和应用经典以及现代设计模式。本书将带领读者深入理解 C++ 的底层机制，并学会如何借助现代 C++ 的强大能力，写出更简洁、更安全、更易于理解和维护的代码。 目标读者 本书适合有一定 C++ 基础，并希望深入了解和实践现代 C++ 设计模式的开发者。这包括但不限于： 有经验的 C++ 开发者： 正在寻求升级其 C++ 技能，掌握最新语言特性，并将其应用于设计模式实践的开发者。 软件架构师和技术领导者： 希望为团队引入更现代、更高效的 C++ 开发实践，并理解如何在设计决策中充分利用现代 C++ 优势的专业人士。 对高性能、高并发系统感兴趣的开发者： 想要学习如何利用现代 C++ 的特性来构建兼具性能和并发安全性的应用程序。 希望提升代码质量和可维护性的开发者： 了解如何通过现代 C++ 的编程范式和模式来减少 bug，提高代码的可读性和可维护性。 核心内容与亮点 本书的精髓在于将现代 C++ 的语言特性与经典设计模式的解决思路巧妙结合，提供一种全新的视角来理解和应用设计模式。 第一部分：现代 C++ 的基石——掌握语言新特性 在深入设计模式之前，本书将首先系统性地回顾和深入讲解 C++11 及后续版本带来的关键语言特性，为理解后续的设计模式打下坚实基础。 智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）： 彻底告别手动内存管理，深入理解 RAII 原则在智能指针中的体现。学习如何使用 `unique_ptr` 实现独占所有权，`shared_ptr` 管理共享资源，以及 `weak_ptr` 解决循环引用问题。本书将展示如何在工厂模式、单例模式等场景下，利用智能指针简化资源管理，防止内存泄漏。 移动语义（Rvalue references, `std::move`, `std::forward`）： 揭示移动构造函数和移动赋值运算符如何大幅提升性能，尤其是在处理大型对象和资源密集型操作时。理解“移动”而非“复制”的本质，以及如何在各种设计模式中巧妙运用，例如在工厂模式中返回拥有资源的临时对象，在拷贝构造函数和赋值运算符中实现高效的资源转移。 Lambda 表达式： 探索 lambda 表达式作为一种轻量级函数对象生成方式的强大能力。学习其语法、捕获列表（按值、按引用、默认捕获）的细微差别，以及它们如何极大地简化策略模式、命令模式、迭代器模式中的函数对象实现。本书将展示如何用 lambda 表达式替代大量的仿函数和函数指针，使代码更加简洁易懂。 类型推导 (`auto`, `decltype`, `std::declval`）： 掌握 `auto` 关键字如何减少冗余的类型声明，提高代码的可读性。深入理解 `decltype` 的强大之处，以及它们在模板元编程和延迟类型推导中的应用。本书将展示如何在泛型编程和复杂类型场景下，利用类型推导简化代码，避免类型错误。 范围 `for` 循环： 体验比传统迭代器更简洁、更安全的遍历容器和范围的方式。学习其工作原理，以及如何在各种需要迭代访问的模式（如迭代器模式、访问者模式）中，利用范围 `for` 循环提升代码的易用性。 并发与并行（`std::thread`, `std::mutex`, `std::atomic`）： 掌握 C++ 标准库提供的并发原语，为构建多线程应用程序奠定基础。理解线程的创建与管理，互斥量的使用来保护共享数据，以及原子操作在无锁并发场景下的应用。本书将把这些并发工具融入到具体的设计模式中，例如在生产者-消费者模式、池化资源管理中，确保线程安全和高性能。 其他重要特性： 还会涵盖 `nullptr`, `constexpr`, 默认成员初始化, 继承构造函数，以及 `using` 声明等，并分析它们如何影响软件设计和模式的实现。 第二部分：现代 C++ 设计模式实践 在掌握了现代 C++ 的强大工具后，本书将带领读者深入到具体的设计模式，并以前所未有的方式对其进行解析和实现。 创建型模式： 工厂模式 (Factory Method, Abstract Factory)： 结合 `auto` 类型推导和智能指针，实现更简洁、更安全的工厂。学习如何利用 lambda 表达式创建动态工厂，以及如何将工厂与策略模式结合，实现灵活的对象创建策略。 单例模式 (Singleton)： 探讨在现代 C++ 中实现线程安全的单例，例如利用静态局部变量的初始化顺序。深入分析懒加载单例的实现细节，并结合智能指针管理单例对象的生命周期。 建造者模式 (Builder)： 利用 `std::function` 和 lambda 表达式，创建更灵活、更易于扩展的建造者。学习如何结合模板和类型推导，使建造过程更加类型安全。 原型模式 (Prototype)： 深入分析深拷贝与浅拷贝，并说明在现代 C++ 中如何利用拷贝构造函数和移动构造函数，高效实现原型对象的克隆。 结构型模式： 适配器模式 (Adapter)： 演示如何利用 lambda 表达式和函数对象，以更简洁的方式实现接口的转换。 装饰器模式 (Decorator)： 结合继承和组合，探讨如何使用 lambda 表达式构建动态的装饰链。 代理模式 (Proxy)： 学习如何利用智能指针和 `std::function` 实现懒加载、访问控制等代理功能。 组合模式 (Composite)： 探索在现代 C++ 中如何使用递归和模板，优雅地表示树形结构，并方便地进行遍历和操作。 行为型模式： 策略模式 (Strategy)： 这是 lambda 表达式最能发挥优势的模式之一。本书将展示如何用 lambda 表达式轻松替换传统的函数对象，实现行为的动态切换。 命令模式 (Command)： 学习如何使用 `std::function` 和 lambda 表达式，将请求封装成对象，实现撤销/重做、队列执行等功能。 迭代器模式 (Iterator)： 结合范围 `for` 循环和自定义迭代器，展示如何简化对各种数据结构的访问。 访问者模式 (Visitor)： 深入分析如何在 C++ 中实现支持新操作的访问者，并探讨如何结合 `std::variant` 或 `std::any` 来处理异构集合。 观察者模式 (Observer)： 结合 `std::function` 和智能指针，实现安全、高效的发布-订阅机制，并探讨其在 GUI 编程和事件处理中的应用。 第三部分：高级主题与模式的演进 除了经典模式，本书还将涉及一些现代 C++ 特有的设计思想和模式。 并发模式的应用： 生产者-消费者模式： 利用 `std::queue`、`std::mutex`、`std::condition_variable`，以及 `std::async` 和 `std::future`，实现高效的异步任务处理。 线程池模式： 构建可重用线程的池，减少线程创建和销毁的开销，提升应用程序的响应速度。 函数式编程思想在 C++ 中的应用： 探讨 `std::transform`, `std::accumulate`, `std::for_each` 等标准库算法，以及它们如何与 lambda 表达式结合，实现声明式编程风格。 泛型编程与元编程： 学习如何利用模板和类型推导，编写高度可复用、类型安全的代码，并深入理解模板元编程在编译时优化中的作用。 现代 C++ 中的反模式及规避： 识别并分析在不当使用现代 C++ 特性时可能出现的反模式，例如过度的 `auto` 使用、不当的移动语义应用、以及复杂的 lambda 捕获等，并提供有效的规避策略。 本书的独特价值 理论与实践的完美结合： 本书不仅讲解设计模式的原理，更注重如何在现代 C++ 的语境下进行具体实现，提供大量可运行的代码示例。 面向未来的 C++： 紧跟 C++ 标准的演进，本书讲解的内容始终是最前沿、最实用的。 代码质量与性能的双重提升： 通过学习本书，开发者能够写出更简洁、更易读、更安全的代码，同时还能显著提升程序的性能。 深入的机制解析： 不满足于“是什么”，更深入地“为什么”，帮助读者理解 C++ 语言特性的底层机制，从而做出更明智的设计决策。 拒绝“模板的诅咒”： 强调在何时使用何种现代 C++ 特性，避免过度设计和不必要的复杂性。 《现代 C++ 设计模式》是一本不可多得的宝藏，它将帮助您掌握 C++ 的未来方向，构建出更加卓越的软件系统。通过深入理解和实践本书中的内容，您将成为一名更具竞争力的现代 C++ 开发者。

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坦白说，这本书的挑战性是毋庸置疑的。它对读者的预备知识有着较高的要求，如果你对C++11/14的基础特性尚未完全掌握，直接啃这本书可能会感到吃力，就像直接跳入深水区游泳一样。然而，正是这种难度，保证了它能持续提供价值。我发现自己不是在“读完”这本书，而是在“使用”这本书。它更像是一本工具书和参考手册的结合体，每当我遇到一个棘手的模板元编程问题，或者需要一个关于编译期计算的优雅解决方案时，我总会回到书中的特定章节进行查阅和印证。作者对模板元编程（TMP）的深入剖析，特别是如何利用 `constexpr` 函数和类型操作符来替代复杂的宏和递归模板，简直是一场视觉和智力的盛宴。书中对编译器优化和底层内存布局的洞察也让我对代码性能的理解上升到了一个新的高度。对于那些愿意投入时间去啃硬骨头，并且追求代码极致性能和类型安全性的资深开发者来说，这本书的投资回报率是极高的。

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这本书最让我印象深刻的一点是其对“可维护性”和“表达力”之间平衡的深刻见解。在过去很长一段时间里，我们总是在追求极限性能时牺牲了代码的可读性，或者为了清晰易懂而不得不接受一些性能上的妥协。然而，作者通过书中展示的现代C++设计范例，成功地证明了这两者并非不可调和的矛盾。通过合理运用命名空间、模块化设计理念以及恰当的模板参数包展开，我们可以写出既能媲美C风格的高效代码，又具有高级语言的清晰结构和类型安全保障的程序。例如，书中关于如何构建一个声明式（Declarative）API的章节，给我带来了极大的启发，它展示了如何将复杂的底层逻辑封装起来，只留下一个简洁、直观的接口供上层调用者使用。这种“向上封装复杂度，向下提供清晰接口”的设计哲学，贯穿全书，让这本书不仅仅是一本语言特性的讲解手册，更是一部关于如何构建面向未来的、可持续发展的软件架构的实践指南。它真正教会我如何用C++这把强大的“瑞士军刀”，去雕刻出既锋利又美观的软件结构。

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这本书的装帧设计本身就透露出一种专业与严谨的气息，封面配色沉稳，字体选择考究，很容易吸引那些对技术细节有深入追求的读者。我当初选择它，主要是冲着书名里那个“Modernes”去的，实在是对旧有范式感到厌倦，渴望了解C++语言在当代环境下，如何用更优雅、更高效的方式来解决复杂的软件工程问题。初翻目录时，那种对新特性的期待感达到了顶峰，尤其是看到涉及元编程和概念（Concepts）的部分，我几乎迫不及待地想要深入研究。这本书的排版非常清晰，代码示例的格式处理得当，使得即便是复杂的模板代码也能保持较高的可读性，这对于我们这种需要长时间盯着屏幕阅读技术书籍的人来说，简直是福音。作者在开篇部分的叙述方式非常引人入胜，他不是简单地罗列特性，而是从实际的工程痛点出发，引导读者思考为什么我们需要新的设计范式，这种叙事结构极大地增强了阅读的代入感，让人感觉自己不是在被动接受知识，而是在和一位经验丰富的导师一起，探索现代软件设计的奥秘。整个阅读过程，就像是在进行一次精心策划的智力探险，每翻过一章，都感觉自己的技术视野又拓宽了一圈。

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这本书的内容深度着实让人感到惊喜，它绝非那种蜻蜓点水、只停留在语法糖层面的“入门”读物。相反，作者似乎铁了心要把读者带到C++设计哲学的前沿阵地。我特别欣赏作者处理复杂主题时所展现出的那种清晰的逻辑层次感。例如，在讲解如何利用现代C++特性实现高性能的并发数据结构时，作者没有直接抛出最终代码，而是首先回顾了传统锁机制的弊端，然后循序渐进地引入了原子操作、内存模型，最后才过渡到更高级别的抽象，如协程（Coroutines）的可能性。这种层层递进的讲解方式，确保了读者在理解“怎么做”的同时，也能深刻领悟“为什么这么做”背后的设计权衡（Trade-offs）。我记得有一次，我被一个关于完美转发（Perfect Forwarding）的细节困扰了很久，翻阅这本书后，作者对引用限定符（Reference Qualifiers）和模板解析规则的结合解释，如同拨云见日，让我彻底明白了其在构建通用库时的核心价值。对于那些已经工作多年，希望从“能写C++”进阶到“能设计健壮的C++系统”的工程师来说，这本书无疑是一剂强效良药，它迫使你跳出舒适区，重新审视自己过去的代码习惯。

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从纯粹的教学体验角度来看，这本书的节奏把控得非常老道。它不是那种一口气就把所有知识点灌输给你的“填鸭式”教材。相反，它更像是一系列精心设计的研讨会材料。作者似乎非常懂得如何利用适当的停顿和回顾来巩固学习成果。每当引入一个全新的、可能改变认知的概念时，后面往往会紧跟着一个篇幅适中的、综合性的练习或案例分析。这些案例并非孤立的玩具代码，而是贴近真实工业界场景的设计挑战，比如构建一个资源安全的RAII封装器，或者实现一个支持编译期多态的接口。我特别喜欢书中对于各种设计模式在现代C++语境下的“重生”的探讨，比如如何用 `std::variant` 和 `std::visit` 替代传统的访问者模式（Visitor Pattern）的复杂结构。这种对旧有知识体系的解构与重构，极大地提高了我解决实际问题的能力。阅读过程中，我常常需要停下来，拿起笔在旁边记下自己的想法，甚至尝试修改书中的代码来观察不同选择带来的后果，这种积极的互动性是衡量一本优秀技术书籍的重要标准。

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