彻底研究 最新C++物件导向程式设计实例

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具体描述

C++程式语言一直是大专院校资讯相关科系重要的程式语言课程。
  本书浅显易懂,强调程式范例多,且着重习题的质与量,循序渐进且错误率低,让老师教授与学生学习的过程平顺、易上手。
  书中以大量的程式范例作为引导,搭配条理分明的步骤解说,让您扎稳学习程式的步伐。
  每个概念讲解后即特别安排【程式范例】让您实际操演。
  全书写作风格除了学习以C++语言撰写程式外,更能加强运算思维及演算逻辑训练

  【精彩篇幅】
  ■ C++设计入门暖身体验、大话资料处理、玩转运算式与运算子
  ■ 活用程式流程控制、精通函数与巨集、细说阵列与字串
  ■ 从零开始学指标、自订资料型态设计与应用
  ■ 物件导向程式设计的入门黄金课程、解析运算子多载
  ■ 实战类别继承与虚拟函数、样板与例外处理入门精要、档案管理实例导引

  ※本书范例档案请至深石数位官网下载

本书特色

  ◆ 兼顾质与量的程式范例学习,快速掌握程式语言的编译核心。
  ◆ 全书架构严谨,让读者于学习程式设计时获取最正确的观念。
  ◆ 各章附有相应习题,结合理论与实务的演练机会。

  ◎ 架构严谨,重点精要,核心掌握
  ◎ 质量兼顾,实作易学,丰富范例
  ◎ 条理清晰,正确建构,稳扎实力
 
现代软件构建的基石:深入解析 C++ 的高效与优雅 本书致力于为读者提供一套全面、深入且极具实践性的 C++ 编程指南,重点聚焦于构建高性能、可维护且符合现代软件工程规范的应用程序。我们不探讨任何特定的书籍内容,而是将焦点放在 C++ 语言的核心概念、面向对象设计的精髓以及面向未来的编程范式之上。 第一部分:C++ 语言的深度剖析与基础巩固 本篇章旨在为读者打下坚实的 C++ 基础,并引导他们从初学者的视角跨越到能够熟练运用 C++ 11/14/17/20 新标准的现代开发者。 1.1 内存管理与资源获取即初始化(RAII)范式 C++ 的强大源于其对硬件资源的直接控制能力,但也正因如此,内存泄漏和资源悬空成为常见的挑战。本章将彻底剖析堆(Heap)与栈(Stack)的运作机制,详细讲解 C++ 语言是如何通过特定的机制来保证资源安全释放的。 理解指针的本质: 不仅仅是地址的存储,更深入探讨智能指针(`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`)的内部实现原理、性能开销及其适用场景。我们将演示如何利用模板化智能指针实现所有权的清晰界定,从而彻底消除裸指针在复杂系统中的应用需求。 RAII:C++ 的核心哲学: 资源获取即初始化(Resource Acquisition Is Initialization)是 C++ 实现自动资源管理的关键。我们将通过自定义类封装文件句柄、网络连接、锁对象等,展示 RAII 如何将资源生命周期与对象生命周期紧密绑定,确保异常安全。 移动语义的威力: 从 C++11 开始引入的右值引用和移动构造/赋值操作符,极大地提升了处理大型对象(如容器或缓冲区)的性能。本章将详细拆解移动语义的工作流程,解释其与复制语义的区别,并提供大量优化拷贝密集型代码的实例。 1.2 类型系统、模板元编程(TMP)与编译期计算 现代 C++ 编程越来越倾向于将工作从运行时转移到编译期,以获得极致的性能和更强的类型安全性。 深入类型系统: 探究 `const`、`volatile`、`mutable` 等关键字在不同上下文中的精确含义。讲解类型推导规则(如 `auto` 的行为),以及如何使用 `decltype` 和函数指针技巧进行复杂的类型操作。 模板的深度探索: 模板不仅仅是泛型编程的工具,更是 C++ 编译期执行代码的强大引擎。我们将超越简单的函数模板和类模板,深入讨论变长参数模板、模板特化、以及 SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error)原则在实现复杂约束模板时的应用。 编译期逻辑与计算: 介绍 `constexpr` 的使用场景,展示如何利用模板元编程实现如斐波那契数列计算、类型特性(Type Traits)的构建,以及如何使用 `static_assert` 在编译阶段验证程序逻辑的正确性。 第二部分:面向对象设计与多态的实践应用 面向对象编程(OOP)是软件工程的基石。本部分将侧重于如何用 C++ 的特性来实现健壮、灵活且易于扩展的设计模式。 2.1 继承、多态与接口设计 有效利用多态性是实现代码灵活性的关键。 虚函数机制的透视: 详细解析虚函数表(vtable)的结构和查找过程,理解虚继承带来的额外开销(如 vbtable 指针)。这有助于开发者在性能敏感的代码中做出权衡。 抽象基类与纯虚函数: 讨论如何利用纯虚函数定义清晰的接口契约(Contract),并强调在 C++ 中,接口(Interface)的设计应尽可能地清晰和单一。 构造与析构中的多态限制: 分析在构造函数或析构函数中调用虚函数可能导致的行为,理解此时多态性是如何被“禁用”的,并提供规避陷阱的策略。 2.2 构造函数、析构函数与初始化列表 对象的生命周期管理是 C++ 的核心挑战之一。 初始化优于赋值: 强调成员初始化列表(Member Initializer List)的优先级和重要性,尤其是在处理 `const` 成员和引用成员时,以及其在性能上相对于构造函数体内部赋值的优势。 构造顺序的确定性: 对于包含其他对象的复杂类,明确分析子对象(成员变量)的构造顺序,这是保证复杂系统正确初始化顺序的基础。 异常安全析构: 探讨析构函数不应抛出异常的黄金法则,以及如果资源管理操作本身可能失败时,应采取的封装策略。 第三部分:并发编程与高性能计算 在多核处理器成为主流的今天,掌握并发编程是构建现代高效应用不可或缺的能力。 3.1 标准库中的并发原语 C++ 标准库提供了强大的工具来处理并行任务和同步问题。 线程管理与同步: 深入探讨 `std::thread` 的创建与管理,重点讲解互斥量(`std::mutex`)、递归互斥量、读写锁(如果可用)以及条件变量(`std::condition_variable`)的正确使用模式。 原子操作与内存模型: 介绍 `std::atomic` 模板,理解其在避免锁竞争下的性能优势。随后,系统性地讲解 C++ 内存模型(Memory Model),区分顺序一致性(Sequential Consistency)与其他内存获取/释放(Acquire/Release)语义,这是编写无锁算法的前提。 异步任务与未来: 利用 `std::async` 和 `std::future`/`std::promise` 来管理异步操作的结果和生命周期,实现任务的解耦与并行化执行。 3.2 性能优化与工具链利用 本书强调理论必须服务于实践中的性能需求。 内联函数与编译器优化: 分析内联(`inline`)的真正含义,理解编译器在不同优化等级下对函数调用的处理方式,以及如何通过属性(Attributes)引导或限制内联。 缓存友好性与数据布局: 探讨程序性能瓶颈往往在于内存访问而非计算本身。讲解结构体(Struct)与类(Class)成员的内存对齐规则,以及如何重新组织数据结构(例如,使用 Array of Structures vs Structure of Arrays)以提高数据局部性和缓存命中率。 Profiling 与调试: 介绍如何使用专业的性能分析工具(如 Valgrind, gprof, 或特定平台的分析器)来定位性能热点和内存问题,强调基于数据而非直觉进行优化的重要性。 第四部分:现代 C++ 范式与代码组织 本部分侧重于如何利用 C++ 的新特性来提升代码的可读性、模块化和长期可维护性。 4.1 Lambda 表达式的灵活运用 Lambda 表达式是 C++ 现代化的重要标志,它极大地简化了局部函数和回调的编写。 捕获机制的精确控制: 详细分析按值捕获(`=`)和按引用捕获(`&`)的含义、潜在陷阱(如悬垂引用)以及在不同场景下的最佳实践。 生成函数对象: 探讨 Lambda 如何在底层被编译成匿名的函数对象(Closure Type),以及它们在算法库和并发编程中的强大应用。 4.2 模块化与代码构建 随着项目规模的增长,清晰的模块划分和依赖管理变得至关重要。 C++ Modules 概述: 介绍 C++20 引入的模块(Modules)机制,对比其相对于传统头文件(Header Files)的优势,包括编译速度的提升、命名空间污染的消除等。 构建系统基础: 简要介绍流行的构建工具(如 CMake)在管理复杂 C++ 项目依赖、跨平台编译和链接过程中的核心作用。 本书通过严谨的理论阐述和大量精心设计的、聚焦于特定技术点的代码示例,旨在培养读者构建出既高效运行又易于理解和维护的下一代 C++ 系统的能力。学习的重点始终在于理解语言背后的机制,而非仅仅停留在表面的语法使用。

著者信息

图书目录

Chapter 01 C++设计入门暖身体验
1-1 程式语言简介
1-2 程式设计的核心-运算思维
1-3 程式设计逻辑
1-4 你该知道的C++基础常识
1-5 第一支C++程式
1-6 一次搞懂C++程式架构
本章课后评量

Chapter 02 大话资料处理
2-1 变数
2-2 常数
2-3 资料处理的基础-基本资料型态
2-4 资料型态转换功能
本章课后评量

Chapter 03 玩转运算式与运算子
3-1 运算式
3-2 揭开运算子的面纱
本章课后评量

Chapter 04 活用程式流程控制
4-1 流程控制教学
4-2 灵活的选择结构
4-3 重复式结构详解
4-4 回圈控制指令
本章课后评量

Chapter 05 精通函数与巨集
5-1 函数的功用
5-2 函数范例演练
5-3 函数内原型宣告
5-4 漫谈变数有效范围
5-5 参数传递模式介绍
5-6 不可不知的函数进阶议题
5-7 变数储存等级
5-8 前置处理器与巨集
本章课后评量

Chapter 06 细说阵列与字串
6-1 一维阵列与命令列引数
6-2 二维阵列- 二阶行列式
6-3 多维阵列
6-4 阵列记忆体配置
6-5 函数与阵列参数
6-6 字串处理的艺术
6-7 超实用的string类别
本章课后评量

Chapter 07 从零开始学指标
7-1 指标初体验
7-2 指标与函数传递-气泡排序法
7-3 指标运算
7-4 多重指标的应用
7-5 指标与阵列
7-6 指标阵列
7-7 快速学会动态配置记忆体
本章课后评量

Chapter 08 自订资料型态设计与应用
8-1 结构简介
8-2 结构指标
8-3 结构与函数应用
8-4 其它自订资料型态
本章课后评量

Chapter 09 物件导向程式设计的入门黄金课程
9-1 物件导向设计的异想世界
9-2 类别简介
9-3 建构子与解构子-多载(Overload)功能
9-4 特殊类别成员与应用
9-5 朋友关系的运用
9-6 朋友类别
本章课后评量

Chapter 10 解析运算子多载
10-1 浅谈运算子函数
10-2 其他特殊运算子多载
本章课后评量

Chapter 11 实战类别继承与虚拟函数
11-1 认识继承
11-2 继承关系的分类
11-3 虚拟函数的奥秘
本章课后评量

Chapter 12 样板与例外处理入门精要
12-1 函数样板
12-2 类别样板
12-3 堆叠类别样板实作
12-4 链结串列样板类别实作
12-5 非型别参数的类别样版
12-6 类别样版的继承
12-7 例外处理教学
本章课后评量

Chapter 13 档案管理实例导引
13-1 资料流暂存类别
13-2 输出入类别与物件
13-3 常用输出函数
13-4 撷取运算子>>
13-5 常用输入函数
13-6 资料流与错误侦测
13-7 认识档案
13-8 档案操作简介
13-9 写入二进位档
13-10 读取二进位档
13-11 随机存取档案模式
本章课后评量

Appendix A C++的标准函数库总整理
A-1 常用数学函数
A-2 乱数函数
A-3 时间与日期函数
A-4 字串处理函数
A-5 字元处理函数
A-6 型态转换函数
A-7 流程控制函数

Appendix B ASCII 一般字元编码
 

图书序言

图书试读

用户评价

评分

這本《徹底研究 最新C++物件導向程式設計實例》,老實說,我拿到書之前,對「物件導向」這概念一直都是霧裡看花。雖然大概知道有類別、物件這些東西,但實際應用起來,總覺得有點生疏,有時候想把程式寫得更模組化、更易於擴充,但不知道從何下手。我之前有看過一些C++的書籍,有些講到物件導向的部分,感覺就是把名詞解釋一遍,然後給個簡單的範例,看完之後還是覺得很虛,不知道如何在真實世界的程式開發中靈活運用。這次看到這本,名稱就寫得很明白「實例」,這點對我來說太重要了。我非常期待書中能夠提供真正能學以致用的範例,不只是理論的堆砌,而是能透過具體的程式碼,讓我理解物件導向的設計原則是如何幫助我們組織程式碼、降低耦合度,並且讓程式碼更容易測試和維護。我尤其希望它能教我如何設計出好的類別,如何運用繼承和多型來實現程式碼的重用性和彈性,甚至是一些進階的設計模式,如何透過物件導向的思想來解決複雜的軟體設計問題。我希望能透過這本書,真正提升自己寫C++程式的功力,告別那種東拼西湊、難以維護的程式碼。

评分

哎呀,拿到這本《徹底研究 最新C++物件導向程式設計實例》,真的是眼睛都亮了!我之前學C++斷斷續續的,總覺得觀念卡卡的,尤其是物件導向這塊,看書總是有點抽象,寫起來就更不用說了,常常搞不清楚類別、物件、繼承、多型這些到底怎麼融會貫通,一遇到複雜點的設計就卡關。這本書光看封面就覺得很有份量,感覺作者真的有下功夫去把那些聽起來很高深的觀念,用比較貼近實際開發的角度來解釋。我特別期待裡面的實例,不是那種為了講觀念而硬湊出來的範例,而是能真正看到物件導向在解決實際問題時的威力,像是怎麼樣用類別來建模、怎麼樣讓不同物件之間互相溝通合作,甚至是在大型專案中,物件導向又能發揮什麼樣的關鍵作用。我之前有翻過幾本,有些真的太學術了,看完還是不知道怎麼動手。希望這本能夠讓我從「知道」物件導向是什麼,變成「會用」物件導向來寫程式,甚至能寫出更有架構、更易於維護的程式碼。最近手邊剛好有個專案,一直想用物件導向的方式重新架構,這本書的出現真的是及時雨,我迫不及待想開始研究裡面的內容了!

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喔,說到這本《徹底研究 最新C++物件導向程式設計實例》,我真是抱著很大的期待!最近工作上常常需要跟C++打交道,但說實話,物件導向這塊我一直覺得學得不太紮實,有時候看到別人寫的那些很結構化、很靈活的C++程式碼,真的覺得自己還有很大的進步空間。看過不少C++的入門書,但很多都只是淺嚐輒止,或是給的範例太過簡單,無法體會物件導向的精髓。我尤其希望這本書能深入探討物件導向的設計思維,而不是僅僅是語法上的介紹。比如,如何根據問題的本質來設計類別,如何合理地劃分職責,如何運用繼承和組合來構建複雜的系統,以及如何利用多型來提升程式的靈活性和擴展性。我對書中的「實例」部分特別感興趣,希望能透過實際的程式碼範例,看到這些物件導向的概念是如何在真實的應用場景中發揮作用的,像是如何用物件導向來實現一個圖形介面、一個資料庫存取模組,或者是一個小型的遊戲引擎。我希望這本書能讓我從「知道」物件導向是什麼,變成「能夠運用」物件導向來寫出高效率、易於維護且可擴展的C++程式碼。

评分

最近一直在想辦法精進C++的程式設計能力,特別是在物件導向這個部分,總是覺得自己還有很大的提升空間。《徹底研究 最新C++物件導向程式設計實例》這個書名一出來,我就被吸引住了。我之前的C++學習歷程中,對於物件導向的概念,雖然在理論上有所接觸,但實際在寫程式時,總覺得抓不到重點,常常在類別的設計、介面的劃分、以及如何有效地利用繼承和多型上感到困惑。我之前有看過一些C++的書籍,有些的確涵蓋了物件導向的內容,但往往流於表面,或者給的例子比較單薄,無法讓我真正體會到物件導向設計的精妙之處。我特別期待這本書能夠提供一些更貼近實際開發需求的範例,能夠展現出如何透過物件導向的原則來解決真實世界的軟體開發問題。例如,如何在一個專案中合理地運用設計模式,如何設計出一個易於擴展且可維護的架構,以及如何利用物件導向的特性來提高程式碼的複用性和效率。我希望能透過這本書,真正建立起強大的物件導向設計思維,並且能夠將這些知識轉化為實際的程式設計能力,寫出更專業、更優質的C++程式。

评分

這本《徹底研究 最新C++物件導向程式設計實例》,光聽書名我就覺得會是我一直在找的寶藏!我本身對C++程式設計很有興趣,但一直以來,在物件導向這個觀念上,總是有點不得其法。我知道物件導向很重要,對寫出結構清晰、易於維護的程式很有幫助,但實際動手寫的時候,就常常會陷入迷思,不確定該怎麼劃分類別、怎麼設計繼承關係,或者要怎麼妥善運用多型來讓程式碼更有彈性。我之前看過一些C++的書,有些物件導向的部分講得很理論,離實際應用有點距離,有些範例又太簡單,學完還是不知道怎麼應用到更複雜的專案中。所以,我特別看重這本書的「實例」部分。我期望它能提供一系列精心設計、能夠真正體現物件導向優勢的實際程式碼範例。像是如何透過物件導向來建構一個使用者介面系統,或者是如何設計一個資料處理的框架,甚至是如何利用物件導向的思維來實現一些常見的軟體架構模式。我希望這本書能幫助我打通物件導向的任督二脈,讓我能夠自信地運用C++物件導向的特性,寫出更專業、更具擴展性、也更容易被其他人理解的程式碼。

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