Standard C++ with Object-Oriented Programming pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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isbn号码:9780534371319

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C++
面向对象编程
标准C++
编程语言
计算机科学
软件开发
数据结构
算法
STL
现代C++
编程教程

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具体描述

《现代 C++ 实践指南》概述《现代 C++ 实践指南》是一本面向有一定 C++ 基础的开发者的深入技术书籍，旨在帮助读者掌握 C++11、C++14、C++17 及后续标准带来的最新特性和编程范式。本书不局限于 C++ 的语法细节，而是着重于如何利用现代 C++ 的强大功能来编写更安全、更高效、更具表现力的代码。我们相信，熟练运用现代 C++ 特性是应对复杂软件开发挑战的关键。目标读者本书的目标读者是那些希望提升 C++ 编程技能，尤其是希望在实际项目中运用现代 C++ 特性的开发者。这包括：有 C++ 基础的开发者：熟悉 C++98/03 标准，但希望了解和掌握 C++11 及以后版本的新特性。从其他语言转向 C++ 的开发者：已经掌握了面向对象编程、泛型编程等概念，并希望将这些知识应用到 C++ 中。软件工程师、系统程序员、游戏开发者、嵌入式系统开发者等：任何需要编写高性能、低级别控制代码的专业人士。本书特色 1. 聚焦现代 C++：深入讲解 C++11、C++14、C++17 等最新标准引入的关键特性，例如智能指针、右值引用、Lambda 表达式、并发编程、模板元编程等，并结合实际应用场景进行阐述。 2. 强调“现代”的意义：解释为什么这些新特性是“现代”的，它们如何解决旧有 C++ 的痛点，以及如何更有效地利用它们来编写出色的代码。 3. 实践驱动：每一章都包含大量的代码示例，这些示例不仅能够清晰地展示概念，而且贴近实际开发中的常见问题和解决方案。本书的代码风格严谨，易于理解和复用。 4. 深入细节，不落俗套：对于每个新特性，我们会深入剖析其工作原理、潜在陷阱以及最佳实践，帮助读者避免常见的错误，并能灵活地运用它们。 5. 面向性能与安全：详细讨论如何利用现代 C++ 的特性来提升程序性能，例如通过右值引用进行高效的资源转移，以及如何通过 RAII（资源获取即初始化）和智能指针等机制来增强代码的内存安全和资源管理。 6. 涵盖核心主题：本书将围绕以下几个核心主题展开：值语义与资源管理：深入理解值类型、拷贝与移动，以及如何利用智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）实现安全的资源管理，彻底告别手动内存管理。 Lambda 表达式与函数式编程：掌握 Lambda 表达式的强大能力，以及如何结合标准库算法，实现简洁、高效的函数式编程风格。并发与并行编程：学习 C++ 标准库提供的并发原语（`std::thread`, `std::mutex`, `std::condition_variable`, `std::atomic` 等），理解多线程编程的挑战，并掌握编写安全、高效的并发代码的方法。类型推导与声明：深入理解 `auto` 关键字的用法，以及 `decltype` 和 `std::declval` 的作用，简化代码，减少冗余。右值引用与移动语义：掌握右值引用、移动构造函数、移动赋值运算符以及 `std::move`，理解移动语义如何极大地提升数据结构和对象的复制效率。面向对象的新思考：在现代 C++ 的语境下，重新审视面向对象设计。讲解如何利用新特性（如默认成员初始化、特性类）来改进面向对象的实现，并探讨其在现代软件架构中的应用。模板元编程的新篇章：介绍 C++11 引入的 `constexpr` 以及其他增强模板元编程能力的新特性，展示如何在编译时进行计算和类型操作，从而实现极致的性能优化。标准库的再发现：并非简单罗列标准库组件，而是精选那些在现代 C++ 中得到增强或变得尤为重要的高级组件，如 ``, ``, ``, ``, `` 等，并展示其在实际问题中的应用。错误处理与异常安全：探讨更现代的错误处理策略，如返回 `std::optional` 或 `std::expected`（虽然 `std::expected` 在 C++23 中引入，但本书会涵盖其设计理念和早期实践），以及如何编写异常安全的代码。其他重要特性：覆盖范围-for 循环、初始化列表、`override` 和 `final` 关键字、nullptr、`static_assert` 等，这些虽小但极其有用的特性，能够显著提升代码的可读性和健壮性。内容章节预览（请注意，以下章节仅为示例，具体内容和顺序可能有所调整，以达到最佳的学习体验。）第一部分：基础与现代 C++ 的基石第一章：现代 C++ 的演进与核心理念 C++ 的历史回顾与现代 C++ 的必要性 C++11、C++14、C++17 的主要变化概览 RAII（资源获取即初始化）在现代 C++ 中的重要性值语义与对象生命周期管理的新视角第二章：自动类型推导与简洁声明 `auto` 关键字：何时使用，何时避免 `decltype` 的深入理解：推导表达式的类型 `std::declval`：在模板元编程中安全地获取类型 range-based for 循环：遍历容器的优雅方式初始化列表：初始化对象和容器的新途径第三章：智能指针：告别裸指针的噩梦裸指针的危险性与手动内存管理的痛点 `std::unique_ptr`：独占式所有权，高效且安全 `std::shared_ptr`：共享式所有权，引用计数管理 `std::weak_ptr`：打破循环引用，管理生命周期智能指针的工厂函数与定制化删除器智能指针在异常安全中的作用第二部分：表达式、函数与 Lambda 的力量第四章：右值引用与移动语义：性能的飞跃左值与右值的区分右值引用：捕获临时对象移动构造函数与移动赋值运算符：高效的资源转移 `std::move`：显式转换为右值引用移动语义在容器、智能指针等场景的应用完美转发（Perfect Forwarding）：在模板函数中保留参数的原始属性第五章：Lambda 表达式：函数式编程的便捷入口 Lambda 表达式的基本语法：捕获列表、参数列表、返回类型、函数体不同捕获方式的深入分析：按值、按引用、默认捕获 Lambda 表达式作为函数对象 `std::function` 与 Lambda 表达式的结合 Lambda 表达式在算法、回调函数中的应用立即执行的 Lambda 表达式（IIFE）第六章：函数对象、bind 与成员函数指针函数对象的自定义与 STL 算法的配合 `std::bind` 的用法与局限性现代 C++ 中绑定成员函数的方法函数指针与成员函数指针的现代处理方式第三部分：并发、多线程与原子操作第七章：并发编程基础：线程与同步并发与并行的区别 `std::thread`：创建与管理线程线程的 Joinable 状态与生命周期管理互斥量（`std::mutex`）：保护共享资源锁的类型：`std::lock_guard`, `std::unique_lock` 条件变量（`std::condition_variable`）：线程间的通信与等待第八章：原子操作与内存模型为什么需要原子操作 `std::atomic` 类型：实现无锁的原子操作原子操作的顺序性（Sequentially Consistent）与内存序（Memory Order）理解 C++ 内存模型：并发编程的基石常见并发模式（生产者-消费者，读者-写者）的实现探讨第四部分：泛型编程与模板的深度探索第九章：模板元编程（TMP）的新工具 `constexpr` 函数：编译时计算的强大能力 `static_assert`：编译时断言，提前发现错误类型特化（Type Traits）：查询和转换类型信息 SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error) 的现代应用模板别名（`using` 声明）：简化模板实例化第十章：STL 容器的现代用法与性能优化容器的选择：何时选择 `std::vector`, `std::list`, `std::deque`, `std::map`, `std::unordered_map` 等容器的移动语义优化 C++11 引入的容器初始化与操作 `std::array`：固定大小数组的现代替代品 `std::forward_list`：单向链表的效率考量第五部分：设计模式、最佳实践与进阶主题第十一章：现代 C++ 中的面向对象设计面向对象设计的原则在现代 C++ 中的体现默认成员初始化与构造函数简化 `override` 和 `final`：明确虚函数重写与禁止继承特设性（Variadic Templates）与通用构造函数接口设计的新思路第十二章：错误处理与异常安全现代 C++ 的错误处理策略返回 `std::optional`：表示可能不存在的值 RAII 与异常安全：确保资源在异常发生时得到妥善处理 `noexcept` 规范：指示函数是否可能抛出异常未来 C++ 标准的错误处理方向（如 `std::expected` 的设计理念）第十三章：其他重要的新特性与库 `nullptr`：类型安全空指针常量 `std::chrono`：精确的时间度量 `std::regex`：强大的正则表达式支持 `std::random`：高质量的伪随机数生成 Unicode 支持与字符串处理的考量 C++20 的一些关键特性预览（如 Concepts, Ranges, Modules）总结《现代 C++ 实践指南》将带领您踏上 C++ 现代化的征程。通过深入的理论讲解和丰富的实践示例，您将能够掌握 C++11 及以后版本提供的强大工具，编写出更健壮、更高效、更易于维护的代码。无论您是希望优化现有 C++ 项目，还是准备开始一项全新的 C++ 开发，本书都将是您不可或缺的宝贵参考。掌握现代 C++，就是掌握面向未来的软件开发能力。