Up and Running with C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Jan Graba

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:1998-04-24

价格:USD 32.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540762348

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 编程
• 入门
• 开发
• 软件工程
• 算法
• 数据结构
• 现代C++
• 实践
• 教程
• 代码示例

编程的基石：深入理解与实践现代 C++ 献给所有渴望掌握 C++ 强大力量的开发者 在软件工程的广阔天地中，C++ 始终占据着核心地位。它不仅是系统编程、高性能计算、游戏开发以及嵌入式领域的首选语言，更是理解计算机底层工作原理的绝佳工具。本书旨在为您提供一个全面、深入且极其注重实践的 C++ 学习路径，带您跨越初学者的门槛，直抵高效、健壮代码的彼岸。 本书并非一本枯燥的语言规范汇编，而是一本实战导向的指南，它将以一种结构化、循序渐进的方式，系统地剖析 C++ 语言的各个层面，重点关注自 C++11 以来引入的现代化特性及其在实际项目中的应用。 --- 第一部分：重塑基础——现代 C++ 的核心范式 本部分将为您打下坚实的基础，确保您对 C++ 的核心机制有一个清晰、准确的认识，并立即开始采用现代化的编程实践。 第一章：环境搭建与首个程序：告别旧习 我们将首先确保您的开发环境（编译器、构建系统，如 CMake）配置得当。随后，我们将深入探讨 C++ 编译模型的细节，理解预处理、编译、汇编和链接的完整过程。我们会立即引入 `auto` 关键字和基于范围的 `for` 循环，展示如何用更简洁、类型安全的方式书写“Hello World”级别的代码。本章还会强调使用现代编译器的警告级别作为一种编程规范。 第二章：类型系统与内存基础：理解“为什么” 掌握 C++ 意味着理解内存。本章将详细解析 C++ 的基本数据类型、它们的内存占用及其在不同架构下的差异。我们将深入讲解值语义与引用语义的区别，并详细阐述栈（Stack）和堆（Heap）的生命周期管理。特别地，我们将聚焦于 `const` 关键字的严格用法——理解常量左值、常量右值以及在函数签名中的位置对代码意图的巨大影响。 第三章：函数进阶：控制流与签名艺术 函数是代码的骨架。本章将超越基础的函数定义，深入探讨： 函数重载与解析规则： 编译器如何选择正确的函数版本。 默认参数与可变参数模板（Variadic Templates）： 实现灵活的 API 设计。 `constexpr` 的力量： 将计算推迟到编译时，提升运行效率。 函数指针与 `std::function`： 管理可调用对象的高级抽象。 第四章：面向对象编程（OOP）的现代视角 C++ 的 OOP 特性是其强大能力的源泉。本章将系统梳理类（Class）、对象、封装、继承和多态。重点关注： 构造函数与析构函数： 它们的执行顺序以及特殊成员函数（如拷贝构造函数和拷贝赋值运算符）的定义。 继承机制的深入： 虚函数（Virtual Functions）的工作原理，虚表（vtable）的实现细节，以及如何使用 `override` 和 `final` 关键字来增强代码清晰度和安全性。 纯虚函数与抽象基类： 构建清晰的接口契约。 --- 第二部分：资源管理与安全——RAII 与智能指针的世界 资源泄漏是 C/C++ 编程中的常见陷阱。本部分将完全围绕 Resource Acquisition Is Initialization (RAII) 原则，教您如何安全、自动地管理内存、文件句柄和锁。 第五章：理解所有权：为什么需要智能指针 我们将从裸指针的危险开始，逐步引入 C++ 标准库提供的智能指针。本章将详细分析： `std::unique_ptr`： 独占所有权模型，适用于单一责任资源管理。我们将展示如何利用其移动语义（Move Semantics）替代传统的裸指针拷贝。 `std::shared_ptr`： 共享所有权模型，以及引用计数机制的内部工作方式，包括循环引用的潜在问题。 `std::weak_ptr`： 解决共享指针中循环引用问题的关键工具。 第六章：移动语义的革命：性能的飞跃 C++11 引入的移动语义是性能优化的核心。本章将揭示： 左值（lvalue）与右值（rvalue）： 它们在 C++ 中的精确定义。 右值引用（Rvalue References）与 `&&`： 它们如何改变资源转移的可能性。 移动构造函数与移动赋值运算符： 如何为自定义类型实现高效的“偷取”资源操作。 `std::move` 与 `std::forward` 的正确使用场景。 第七章：异常安全：健壮代码的保障 异常是控制程序流的强大工具，但也可能在不正确使用时破坏资源。本章将讲解实现异常安全的三大强保证：基本保证、强保证和无异常保证。我们将结合 RAII 原则，展示如何编写在异常抛出时也能保证资源被正确释放的代码。 --- 第三部分：泛型编程与模板的艺术 模板是 C++ 抽象能力的核心。本部分将引导您掌握如何编写与具体类型无关、高度可复用的代码。 第八章：函数模板与类模板基础 我们将从简单的函数模板开始，理解模板参数推导的规则。随后，进入类模板的定义，聚焦于模板的特化（Explicit Specialization）和偏特化（Partial Specialization），这对于优化特定类型性能至关重要。 第九章：模板元编程简介 模板元编程（TMP）是利用编译器进行计算的技术。本章将介绍： 类型特性（Type Traits）： 使用 `` 库来查询和修改类型信息，例如 `std::is_integral`。 SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error)： 理解模板重载决议的核心机制，并学习如何使用 `std::enable_if` 来有条件地启用模板。 第十章：操作符重载与 Lambda 表达式的完美结合 操作符重载是使代码更具表达力的手段。我们将讨论何时应该重载常见操作符（如 `[]`, `<<`, `->`），以及如何遵循最佳实践。随后，我们将深入 Lambda 表达式： Lambda 的语法结构、捕获列表（Capture List）的精确语义（值捕获 vs. 引用捕获）。 Lambda 如何在 STL 算法中发挥作用，以及它们如何作为一等公民在现代 C++ 中传递行为。 --- 第四部分：深入标准库——高效容器与算法 C++ 标准模板库（STL）是高效编程的基石。本部分将侧重于如何选择和有效使用 STL 容器和算法，而非简单罗列。 第十一章：容器的深度剖析与选择指南 我们将对比 STL 提供的各类容器，并分析它们的性能特征： 顺序容器： `std::vector`（连续内存的优势与陷阱）、`std::deque`、`std::list` 的内部结构。 关联容器： `std::map` 和 `std::unordered_map`（基于红黑树和哈希表的性能差异）。 容器适配器： `std::stack`, `std::queue`, `std::priority_queue` 的定制与使用。 第十二章：算法的威力：迭代器与泛型编程的交汇点 STL 算法库（``）提供了大量经过高度优化的通用操作。本章重点涵盖： 迭代器的类型与概念： 输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器。 常用算法的高效应用： 例如 `std::sort`, `std::find_if`, `std::transform` 的正确使用。 使用 Lambda 结合算法 实现复杂的数据处理流程，例如在 `std::for_each` 中进行状态累积。 第十三章：I/O 流的高级用法 我们将超越简单的 `std::cout`，探讨 `std::stringstream` 用于内存数据格式化，以及如何使用 I/O 操纵符（Manipulators）精确控制输入输出的格式和精度。 --- 第五部分：并发与并行编程（C++11/14/17 焦点） 现代应用必须是并发的。本部分将引导您安全地进入多线程世界。 第十四章：线程的创建与同步 我们将使用 `` 库来管理线程的生命周期，并重点解决并发访问共享数据的问题： 互斥锁（Mutexes）： `std::mutex` 的基础用法。 锁的 RAII 封装： 深入理解 `std::lock_guard` 和 `std::unique_lock`，确保锁的正确释放。 条件变量（Condition Variables）： 用于线程间等待和通知的机制。 第十五章：原子操作与内存模型 对于高性能的无锁编程，原子操作至关重要。本章将解释 C++ 内存模型，讨论数据竞争的本质，并介绍 `std::atomic` 类型如何实现线程安全的操作，避免显式的互斥锁。 --- 结语：持续集成与未来展望 本书的最后，我们将简要探讨现代 C++ 项目中的构建系统（如 CMake 的基本用法），并提供一份精选的“进阶阅读清单”，引导您在掌握本书内容后，继续探索 C++20/23 的新特性，如 Concepts、Modules 和 Coroutines，确保您的 C++ 技能始终保持在行业前沿。 目标读者： 熟悉 C 语言或其它面向对象语言（如 Java/C）的程序员；希望从旧版 C++（C++98/03）迁移到现代标准的工程师；以及所有追求编写高性能、零成本抽象代码的开发者。 通过本书的学习，您将能够： 1. 自信地使用 C++11/14/17 的所有关键特性。 2. 编写出内存安全、资源自动管理的健壮代码。 3. 精通模板和泛型编程，创建可扩展的库和框架。 4. 在多核架构上安全、高效地实现并发逻辑。 5. 理解语言背后的设计哲学，而不仅仅是记住语法规则。

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这本《Up and Running with C++》简直是为我这种半路出家的程序员量身定制的。我之前主要和一些脚本语言打交道，对C++那种严谨的类型系统和底层内存管理一直心存敬畏，总觉得它深不可测。这本书的开篇就非常抓人眼球，它没有直接堆砌晦涩的语法定义，而是通过一系列非常贴近实际应用场景的例子，循序渐进地引导你进入C++的世界。比如，它讲解指针和引用时，不是干巴巴地告诉你内存地址是什么，而是用“虚拟的钥匙”和“真实的门”这种比喻，让我瞬间明白了它们在使用上的微妙区别和威力。更让我赞赏的是，它对现代C++特性的介绍非常及时。很多老教材还在强调裸指针的危险，这本书已经深入讲解了智能指针 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的实际应用，并且清晰地阐述了何时该用哪个，这对于避免资源泄漏这种困扰了无数初学者的“恶疾”至关重要。阅读过程中，感觉就像身边坐着一位经验丰富的老前辈，他不仅告诉你“怎么做”，更会耐心解释“为什么这么做更优”，这种深层次的理解构建，远比死记硬背语法规则要有效得多。它真正做到了让读者能够“跑起来”，并且跑得稳健、跑得高效。

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翻开这本书，我立刻被它那股子务实劲儿给吸引住了。市面上很多C++书籍要么过于学术化，恨不得把ISO标准嚼碎了喂给你，读起来干巴巴的像啃石头；要么就是过于碎片化，只讲一些皮毛技巧，根本没法形成体系。而《Up and Running with C++》找到了一个极佳的平衡点。它在讲解面向对象编程（OOP）的概念时，比如封装、继承和多态，没有停留在理论层面。它构建了一个完整的项目案例——一个小型的数据处理工具——贯穿全书，每学到一个新的C++特性，都会立刻在这个案例中得到应用和验证。这种“边学边做，做中学”的模式，极大地提高了学习的参与感和记忆效率。特别是对于模板（Templates）那一章，我以前一直对模板编程感到头疼，觉得它太抽象。但作者用 STL 容器的实现原理作为引子，解释了函数模板和类模板的定义、实例化过程，配合清晰的编译错误分析，我竟然奇迹般地茅塞顿开。这不只是一本技术手册，更像是一份精心设计的实战训练计划，让你在解决实际问题的过程中，不知不觉间就掌握了C++的精髓。

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这本书的排版和阅读体验也是一流水准，这对于一本技术书来说，绝对是一个加分项。你知道，有些技术书的图表画得跟电路原理图一样复杂，代码块黑乎乎的一坨，根本没法让人集中注意力。但《Up and Running with C++》在这方面做得非常出色。它的代码示例都经过了精心的格式化，关键的新关键字或语法点总是用粗体或不同的颜色突出显示，即使是初次接触C++的新手也能迅速抓住重点。更重要的是，作者在讲解复杂概念时，善于运用对比和类比的手法。比如在区分值语义和引用语义时，它会用一个生动的比喻来阐释数据在栈和堆上的不同表现，这种直观的视觉辅助，比单纯的文字描述有效太多了。我经常发现自己能够轻松地跟上作者的思路，而不是因为排版混乱或者解释不清而反复后退查阅。它给读者的感觉是，作者非常体贴读者的学习曲线，努力降低了初学C++时那种天然的挫败感，让整个学习过程变得更加平顺和愉快。

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我最欣赏这本书的一点，是它对 C++ 标准库（STL）的深度覆盖和实用性指导。很多初学者学完 C++ 语法后，就好像拿了一把很棒的锤子，却不知道该如何使用那些高级的算法和容器。这本书在这方面做了大量的补充工作。它不仅介绍了 `std::string`、`std::vector` 这些基础，更深入地讲解了诸如 `std::map`、`std::unordered_map` 的底层实现差异和适用场景。更令人惊喜的是，它还涵盖了一些现代编程中非常实用的工具，比如 `std::thread` 进行并发编程的初步介绍，以及如何利用 `<algorithm>` 库中的函数对象来简化循环逻辑。作者在讲解算法时，总是能结合实际场景，比如用 `std::sort` 配合自定义比较函数来处理复杂排序，或者使用 `std::find_if` 来替代冗长的手动迭代查找。这种对标准库的充分利用，极大地提高了代码的简洁性和可靠性，也让我深刻体会到，掌握现代C++的真正力量，在于驾驭其强大的标准工具箱，而非仅仅是手写底层逻辑。这本书无疑是通往高效 C++ 编程的绝佳桥梁。

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如果说市面上的C++书籍大多是教你如何造“零部件”，那么《Up and Running with C++》教的就是如何设计和组装“整车”。它不仅仅停留在C++语言本身，更对 C++ 的生态系统和最佳实践给予了高度关注。例如，在讨论到构建系统时，它没有回避 `CMake` 这个行业标准工具，而是提供了清晰的入门指导，告诉你如何配置你的第一个多文件项目，如何管理库的依赖。这一点极其重要，因为在真实世界中，一个C++程序绝不会是孤立的单个文件。此外，书中对性能调优的探讨也恰到好处，没有陷入到微观指令集的过度优化，而是聚焦于宏观层面的设计选择，比如何时使用 `std::vector` 而非 `std::list`，如何合理运用 `const` 关键字来帮助编译器优化，以及如何正确地利用移动语义（Move Semantics）来避免不必要的深拷贝。这些内容让这本书的价值远远超出了基础语法教学，它正在培养你成为一名“C++ 工程师”，而不是仅仅一个会写C++代码的人。

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