物件导向ANSI：C与Python的结合 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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编程范式与实践：从底层到高级语言的跨越 本书旨在为具有一定编程基础的读者提供一个全面而深入的视角，探讨现代软件开发中两种核心范式的演变、差异及其在实际项目中的有效结合。我们聚焦于结构化编程、过程抽象在底层系统构建中的基石作用，以及面向对象设计（OOD）在构建复杂、可维护系统中的强大能力。 第一部分：C语言的深度挖掘与系统级思维 本部分将以C语言为载体，深入剖析计算机科学的基石——内存管理、数据结构与底层系统交互。我们不会止步于C的语法教学，而是着重于培养读者构建高效、可靠系统的思维模式。 1. 内存的精确掌控与风险管理： 内存的生命周期： 详细解析栈（Stack）、堆（Heap）以及静态存储区的生命周期管理。我们将讨论`malloc`/`free`的底层实现机制，以及如何通过自定义分配器来优化特定场景的性能。 指针的艺术与陷阱： 从简单的地址引用到复杂的函数指针、数组指针的运用。重点剖析野指针、内存泄漏、缓冲区溢出等常见安全问题的成因，并提供一套行之有效的调试和防御策略。 结构体与联合体的布局： 深入探讨结构体在内存中的对齐（Padding）问题，理解字节序（Endianness）对跨平台编程的影响。通过实际案例展示如何利用联合体实现类型转换的底层技巧。 2. 过程抽象与模块化设计： 编译与链接的奥秘： 详细解析预处理、编译、汇编和链接（静态与动态）的完整流程。理解头文件、源文件以及对象文件的关系，掌握如何使用`static`关键字实现真正的模块私有化。 高效的位操作： 探讨在嵌入式或高性能计算中，如何利用位域（Bit Fields）和按位运算（Bitwise Operations）实现数据压缩和高效逻辑判断。 泛型编程的早期探索： 尽管C语言原生支持有限，但我们将展示如何通过`void`和宏定义（Macros）实现一定程度的类型无关操作，为后续学习高级语言的泛型特性打下基础。 3. C语言在现代系统中的角色： 系统调用接口： 探讨C语言如何直接与操作系统内核交互，理解I/O模型（阻塞/非阻塞、同步/异步）的底层差异。 性能调优的基础： 介绍编译器优化选项（如`-O2`, `-O3`）对代码生成的影响，以及如何使用性能分析工具（如`gprof`）定位热点代码。 第二部分：Python的简洁性与高级抽象能力 本部分将转向Python，重点探讨其动态特性、高级数据结构以及如何利用面向对象的特性快速构建业务逻辑层。我们强调Python作为“胶水语言”和快速原型开发工具的优势。 1. Python的数据结构与内省机制： 动态类型与鸭子类型（Duck Typing）： 深入理解Python变量、对象和引用的关系。讨论动态类型在调试和维护中的挑战，以及如何利用类型提示（Type Hinting）弥补这一不足。 内建集合的高效运用： 不仅是`list`和`dict`的API使用，更侧重于理解`tuple`的不可变性优势、`set`的哈希机制，以及列表推导式（Comprehensions）的性能优化原理。 元编程的初探： 利用`hasattr`, `getattr`, `setattr`等函数，展示如何实现运行时修改对象行为的基础能力。 2. 面向对象设计（OOD）的Python实现： 封装、继承与多态的实现： 详细解析Python中“公有/私有”的约定（单下划线、双下划线名称重整），理解多重继承（Multiple Inheritance）和Mixin模式的设计哲学。 特殊方法（Dunder Methods）的应用： 重点讲解如何通过实现`__init__`, `__str__`, `__repr__`, `__call__`等方法，让自定义类对象表现出原生类型的行为，实现强大的运算符重载。 属性管理的高级技巧： 深入探讨`@property`装饰器、`staticmethod`和`classmethod`的区别与应用场景，以及何时需要使用描述符（Descriptors）来控制属性的访问逻辑。 3. Python的高级抽象层： 迭代器与生成器： 理解`yield`关键字的魔力，如何使用生成器表达式和函数来处理大数据流，避免内存爆炸。 上下文管理器与资源清理： 深入解析`with`语句的工作原理，通过实现`__enter__`和`__exit__`来确保资源的可靠释放（如文件句柄、锁）。 装饰器（Decorators）的深度解析： 从简单的函数包装到带参数的类装饰器，展示如何利用闭包（Closures）实现AOP（面向切面编程）思想，用于日志、权限检查或性能计时。 第三部分：跨范式集成与现代应用架构 本部分是全书的核心，探讨如何将C语言的系统效率与Python的开发速度结合起来，构建高性能、高可维护性的混合系统。 1. 混合编程的桥梁技术： Python的C扩展接口： 介绍如何使用C/C++编写高性能模块，并通过`ctypes`库直接在Python中调用外部共享库（.so/.dll）。 C API 接口的安全性与封装： 探讨在Python/C边界上传递数据时的类型转换、引用计数（Reference Counting）管理，避免因内存泄漏或对象丢失导致的崩溃。 性能瓶颈的定位与优化： 识别应用中的性能热点。对于I/O密集型或需要大量数学运算的部分，将其用C实现，并通过Python进行调度和业务逻辑编排。 2. 软件设计的视角转换： 从过程到对象的范式转变： 分析在需要极致控制内存的场景（如操作系统内核模块或硬件驱动）必须采用过程式设计；而在用户空间应用或数据处理流程中，面向对象带来的高内聚、低耦合优势。 接口设计原则的统一： 无论使用何种语言实现，如何设计清晰、一致的API接口是关键。讨论如何利用C语言的结构体定义清晰的数据契约，并将其安全地暴露给Python层。 设计模式在混合系统中的应用： 探讨如工厂模式（Factory Pattern）如何用于在运行时根据配置动态加载不同的底层C库实现，以及如何利用观察者模式（Observer Pattern）在C层事件触发后通知上层Python逻辑。 本书的最终目标是帮助读者建立一种双重思维模式：在需要与硬件和操作系统亲密接触时，拥有C语言的严谨和效率；在需要快速迭代和构建复杂业务逻辑时，能驾驭Python的抽象和灵活性。读者将学会如何明智地选择每种工具的最适用场景，从而设计出真正健壮且高效的软件系统。

第一篇　认识ANSI-C语言

第1 章　AI时代的力与美组合
1.1  简介开源LW_OOPC
1.2  从物件导向看OOPC
1.3  从〝self〞看Python与OOPC

第2 章　认识物件导向ANSI-C
2.1  简介ANSI-C语言
2.2  简介LW_OOPC：替ANSI-C黄袍加身
2.3  ANSI-C的基本组成：函数与变数

第3 章  C的基本资料型态
3.1 简介资料型态
3.2 整数型态
3.3 无正负号整数
3.4 整数的输出格式
3.5 字元型态
3.6 浮点数型态

第4 章  C的资料运算
4.1 简介资料运算
4.2 算术与指定运算
4.3 关系运算
4.4 逻辑运算
4.5 算术指定运算
4.6 加1 及减1 运算
4.7 位址运算
4.8 逐位元运算

第5 章C的决策与回圈
5.1 逻辑运算与决策
5.2 巢状 if 指令
5.3 多选1 的抉择
5.4  while 回圈
5.5  for回圈
5.6  do回圈

第 6 章C的指标
6.1  指标是什么 ?
6.2  传递指标参数
6.3  函数回传指标
6.4  函数指标

第 7章 C的结构(struct)
7.1  什么是结构(struct)
7.2  结构的指定运算
7.3  结构指标
7.4  动态记忆体分配
7.5  组合

第 8章C的储存种类
8.1  变数的储存种类
8.2  静态函数
8.3  extern种类

第 9 章 C的阵列及字串
9.1  阵列的意义
9.2  一维阵列
9.3  一维阵列与指标
9.4  二维阵列与多维阵列
9.5  二维阵列与指标
9.6  给予阵列初值
9.7  使用字串

第10 章C的前置处理程式
10.1  前置处理程式的工作
10.2  使用巨集
10.3  含入标头档
10.4  有条件的编译

第二篇 介绍物件导向观念及OOPC

第 11章  认识物件(Object)
11.1  自然界之物件
11.2  软体物件
11.3  物件与函数
11.4  物件与类别
11.5  物件指标
11.6  建构式
11.7  类别设计之实例说明

第 12章  物件沟通方法
12.1 「讯息传递」沟通方法
12.2 「讯息传递」范例(一) --- 以Toggle Light电灯为例
12.3  以OOPC实现：使用Turbo C
12.4  以OOPC实现：使用VC++ 2005
12.5 「讯息传递」范例(二) --- 以冰箱小灯控制为例

第 13章 物件沟通实例
13.1  以向量(Vector)类别封装一维阵列
13.2  以矩阵(Matrix)类别封装二维阵列

第三篇  如何规划精致的介面

第 14 章 认识介面(Interface)
14.1  如何定义介面？
14.2  多个类别实现同一介面
14.3  以介面实现多型性(Polymorphic)
14.4  一个类别实现多个介面

第 15 章 介面与样式：降低物件间之相依性
15.1  物件相依性：细节设计优劣之评量
15.2  样式观念
15.3  软体设计样式
15.4  简介IoC样式
15.5  IoC与COR样式的携手合作

第四篇 OOPC的嵌入式实用范例

第 16 章  LW_OOPC实用范例之一
16.1  认识「录音」概念和和技术
16.2  单纯「录音」的范例分析
16.3  「录音/播放」范例之分析
16.4  「录音/播放」范例之实作：使用LW_OOPC

第 17 章  LW_OOPC实用范例之二
17.1  什么是半加器?
17.2  设计「位元计算机」
17.3  实现位元计算机：使用LW_OOPC

第 18 章  LW_OOPC实用范例之三
18.1  形形色色的涂鸦程式
18.2  涂鸦程式范例说明
18.3  涂鸦系统分析与设计
18.4  涂鸦程式之实作：使用LW_OOPC
   
第五篇 OOPC与Python力与美的组合

第 19 章  AI机器学习初步
19.1  回顾AI发展的历史
19.2  AlphaGo的惊人学习能力
19.3  范例：一只老鼠的探索及学习
19.4  记录老鼠的探索选择及结果
19.5  老鼠当教练：训练AI机器人

第 20 章  以C和Python写Perceptron程式
20.1  以C和Python表达数学式
20.2  展开第1笔资料的训练
20.3 进行更多笔资料的训练
20.4  加入学习率(Learning Rate)
20.5  增添一个Training类别
20.6  一个更周详的Perceptron程式

第 21 章  C与Python的美好组合
21.1 衔接上一章的CX20-training模组
21.2 撰写门面模组，并打包成DLL
21.3 撰写Python主程式
21.4  OOPC+Python应用范例(一)
21.5  OOPC+Python应用范例(二)
21.6  OOPC+Python应用范例(三)
 

序

　　本书所介绍的物件导向ANSI-C语言并不是一个新的语言，它只运用单纯ANSI-C语言的巨集(Macro)技巧，实现了物件导向的基本技术，所以简称为OOPC语言。大家都知道「物件导向Python + C/C++语言」是个美好的结合。然而「物件导向ANSI-C + Python」更是力与美的完美组合。

　　近年来，嵌入式(Embedded)软体应用愈来愈广，如数位家电、手机、数字化汽车等。而嵌入式软开发所使用的语言中，C语言仍约佔80%之多，其中ANSI-C在业界佔有极重要的地位。

　　此外，AI(人工智慧)的应用愈来愈广，软体品质大大影响了智慧系统的稳定和可靠度，因之如何提升ANSI-C程式的简洁性、易读性及重覆使用性，乃是当今软体业的热门话题。也许你会问到：已经有了C++语言，为何还需要OOPC呢？其答案是：C++语言有些贪心，将整套的物件导向技术涵括进去，导致C++的效率(例如其依赖于Virtual Table机制)往往远比单纯C语言慢了许多。此外，这些巨集在编译阶段就被翻译为单纯C程式码了，仍然保持其单纯C的高效率，符合嵌入式&AI软体环境之需要。

　　本书由浅入深分为五篇(共21章)，希望本书能陪伴你驰聘于嵌入式&AI领域之中，并鸿图大展。
 

评分☆☆☆☆☆

身為一個資深軟體工程師，我對程式語言的演進一直抱持著高度關注。C語言作為底層開發的基石，其穩定性和高效性毋庸置疑，但在現代軟體開發中，快速迭代和易於維護的需求日益增加，這也是Python之所以如此受歡迎的原因。我一直在思考，有沒有什麼方法可以取長補短，將兩者的優勢最大化？「物件導向ANSI：C與Python的結合」這個書名，立刻觸動了我。我特別期待的是，這本書是否能深入探討如何在C語言層面，以一種更貼近物件導向思維的方式來架構程式碼。這不單純只是調用C函式庫，而是指如何在C的語法限制下，實現更高層次的抽象和封裝。例如，是否能介紹一些利用C語言特性，模擬類別、繼承、多型的技巧？我對物件導向的概念在C的應用上一直感到有些困惑，尤其是在實際專案中，如何設計出可重用、易擴展的C模組，總是需要花費大量的心力。而Python的物件導向則是非常直觀且強大。所以，我非常希望能從這本書中學到，如何將Python物件導向的設計哲學，應用到C的開發中，進而提升C程式碼的品質和可維護性。更進一步，如果它能展示如何將Python的動態特性與C的靜態類型結合，或者如何在C中實現高效能的Python物件，那將會是極大的突破。

评分☆☆☆☆☆

老實說，這本書的書名「物件導向ANSI：C與Python的結合」讓我充滿了好奇，但也讓我有點期待又怕受傷害。因為我對C的印象，總覺得它比較像是「硬底子」的功夫，要學習的語法和概念比較紮實，而Python則是我平常在處理許多專案時的「順手工具」，開發效率高，而且物件導向的設計概念對我來說非常直觀，寫起來也比較輕鬆。我一直有個想法，就是能不能把C的那些「硬底子」功夫，應用在Python的開發流程中，讓我的Python程式可以跑得更快，或者可以做一些Python本身比較難實現的事情？比如，我之前在做一些需要高頻率的網路通訊或是處理大量二進制資料的專案時，雖然Python很方便，但在效能上總覺得可以再更好。我非常好奇，這本書是不是會教我如何在C語言裡，以一種更「物件導向」的方式來設計函式庫，然後再讓Python能夠很順暢地呼叫，甚至是可以把Python裡的物件傳到C裡面去處理？或者，它會不會教我如何用C來寫一些效能關鍵的類別，讓我在Python裡呼叫的時候，感覺就像在使用內建的函式一樣自然？我很想知道，這本書會不會提供一些很具體的程式碼範例，讓我能夠看到實際的操作，而不是只有理論上的探討。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在軟體產業打滾多年的工程師，我總是尋找能夠提升開發效率和程式效能的工具與方法。「物件導向ANSI：C與Python的結合」這個書名，立刻吸引了我的目光，因為這似乎正是我一直以來所追求的結合點。我深知C語言在效能上的優勢，以及Python在開發便捷性上的魅力。很多時候，我們會在專案中遇到效能瓶頸，而C語言通常是首選的優化手段，但將C程式碼整合進現有的Python專案，往往伴隨著複雜的介面開發和除錯工作。我特別好奇的是，這本書是否能提供一個更為系統化、更具物件導向思維的解決方案。例如，它是否會闡述如何在C語言層面，構建出更具彈性和可維護性的物件導向架構，進而減少C與Python之間溝通的複雜性？我希望能看到類似於如何使用C來實現Python的類別，或者如何將C的結構體映射成Python物件，甚至更進一步，是如何利用C的優勢來實現更高效的物件生命週期管理。我期待這本書能夠提供一些創新的方法，讓開發者能夠更輕鬆地將C的底層效能，與Python的物件導向設計哲學無縫結合，從而打造出既快速又易於維護的軟體應用。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書的書名聽起來就很吸引人耶！「物件導向ANSI：C與Python的結合」！身為一個在台灣土生土長的程式開發者，我一直對如何將C的底層威力與Python的靈活性結合感到好奇，這本書的標題正好點出了我的痛點。我還記得以前在學C的時候，物件導向的概念總是有點抽象，雖然知道有類別、物件、繼承、多型這些詞，但實際在C語言裡實作起來，總覺得有點捉襟見肘，不像Python那樣直觀。Python的物件導向設計，對我來說就像呼吸一樣自然，類別的定義、物件的創建、方法的呼叫，一切都那麼順暢。但同時，我也明白C語言在效能上的優勢，尤其是在處理大量數據、遊戲開發或是嵌入式系統時，C的地位還是無可取代。所以，當我看到這本書的書名，我腦中立刻浮現出許多可能性：是不是可以透過某種方式，讓C的效能與Python的易用性擦出火花？比如，我一直在思考，有沒有可能用C來寫效能要求極高的部分，然後透過Python來調度這些C模組，進而實現一個既快又易於開發的應用程式？又或者，是不是有更深入的探討，是如何在C的基礎上，巧妙地模擬或實現物件導向的設計模式，讓C程式碼也能夠更加模組化、易於維護？光是想像這個結合的可能性，就讓我覺得躍躍欲試，這本書聽起來就像是為了解決我這些長久以來的疑惑而誕生的！

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始看到「物件導向ANSI：C與Python的結合」這個書名，我有點小小的猶豫，因為我對C的理解還停留在基礎的語法和指標操作，物件導向這個概念在C裡頭，總覺得有點像是在玩魔術，需要寫很多額外的boilerplate code，不像Python那麼原生。但是，我的Python功力倒是還不錯，平時開發Web應用、數據分析，幾乎都是Python一手包辦，它的物件導向特性讓我的程式碼變得非常有架構，也更容易分享和協作。所以，我一直有個隱約的期待，能不能把C的效能優勢，結合到我習慣的Python開發流程中？像是，我有時候在做一些需要極致效能運算的項目，比如機器學習的底層模型，或是需要頻繁調用硬體資源的場景，Python的GIL（全域解釋器鎖）有時候會成為瓶頸。如果這本書能教我如何利用C語言來突破這個瓶頸，甚至是以物件導向的方式來組織這些C程式碼，讓我可以像在Python裡一樣，輕鬆地擴展和管理這些高效能的模組，那將會是多麼棒的一件事啊！我非常好奇，它會不會提供一些實用的範例，展示如何將Python物件與C結構體連結，如何實現C語言中的繼承和多態，又或者，如何在C語言中實現更為優雅的記憶體管理，同時又能被Python無縫調用？這些都是我非常感興趣的點。