C++ Gems

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出版者:SIGS
作者:[美] Stanley B·Lippman
出品人:
页数:628
译者:
出版时间:1997-12-13
价格:USD 67.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780135705810
丛书系列:
图书标签:
  • C/C++
  • C++
  • 原版
  • 计算机
  • Programming
  • C++
  • 编程技巧
  • 代码优化
  • 高效编程
  • 实用代码
  • 经验分享
  • 软件开发
  • 算法
  • 数据结构
  • C++标准
  • 代码质量
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具体描述

The support of the C++ Report by the pioneers of the language has always made it a popular magazine. Stan Lippman, former C++ Report Editor (and best-selling author), brings you pearls of wisdom for getting the most out of C++. This carefully selected collection covers the first seven years of the C++ Report, from January 1989 through December 1995. It presents the pinnacle of writing on C++ by renowned experts in the field, and is a must-read for today's C++ programmer. It contains tips, tricks, proven strategies, easy-to-follow techniques, and usable source code. This collection includes the work of John J. Barton, Pete Becker, Bill Berg, Grady Booch, Tom Cargill, Steve Clamage, James Coplien, Steve Dewhurst, Richard Hickey, David Jordan, Michael Kim, Andy Koenig, Tasos Kontogiorgos, Josee Lajoie, Doug Lea, Nathan Myers, Lee Nackman, Ed Rowlance, Doug Schmidt, Jerry Schwarz, Bjarne Stroustrup, Steve Teale, Michael Stiemann, Todd Veldhuizen, Mike Vilot, John Vlissides, and Jim Waldo.

好的,这是一份针对一本假设名为《C++ 巅峰技艺》的书籍的详细简介,这本书的内容与您提到的《C++ Gems》完全无关,且力求详实自然: --- 《C++ 巅峰技艺:现代系统编程的基石与实践》 编著:[作者姓名,例如:张伟、李明] 译者:[译者姓名,如果适用] 出版社:[出版社名称,例如:机械工业出版社] 卷首语:跨越范式,驾驭复杂性 在软件工程的版图上,C++ 始终占据着一个独特的、不可替代的位置。它既是性能极限的追求者,又是抽象艺术的雕刻刀。然而,随着标准委员会的稳步推进,C++ 的语言特性和生态系统正在以前所未有的速度演进。现代 C++ 不再是 C 语言的笨重扩展,它已然成为一种高度表达力强、具备强大元编程能力的系统级语言。 本书《C++ 巅峰技艺:现代系统编程的基石与实践》,并非旨在罗列语言的每一个角落,也无意于重复基础语法教学。相反,我们的目标是为那些已经熟练掌握 C++ 11/14 基础,并希望迈入精通(Mastery)领域的资深工程师、架构师和性能优化专家,提供一套系统的、可立即应用的、深入底层的实战知识体系。 我们深知,在当今高并发、低延迟的软件挑战面前,仅仅“能用”C++ 是远远不够的。我们需要的是“优雅地、安全地、高效地”驾驭其所有复杂性。本书将带领读者穿透语言的表面,直击编译期、运行时以及内存模型的深层机制。 --- 第一部分:编译期魔术与类型系统的极致雕琢 (The Metaprogramming Frontier) C++ 的真正力量,往往隐藏在编译器的视野之中。本部分将彻底解构模板元编程(TMP)的现代应用,将其从晦涩的黑魔法转化为可靠的工程工具。 第一章:现代 TMP 的范式转变:Concepts 与 Constexpr 的协作 我们不再局限于 SFINAE 的复杂权衡。本章将详细介绍 C++20 Concepts 如何革命性地改进模板错误报告和约束表达。重点探讨 `constexpr` 函数在编译期执行复杂计算(如哈希表的预计算、编译期数据结构初始化)的实践案例。我们将构建一个安全的、编译期检查的资源分配器框架,确保在程序启动前完成所有必要的合法性校验。 第二章:类型化编程的深度构建 深入探索类型萃取(Type Traits)的高级用法。我们不只使用标准库提供的工具,更将着眼于如何设计一套企业级的、可扩展的类型检查和转换工具箱。包括: 变长模板参数包的高效解包与重构:如何利用递归与折叠表达式(Fold Expressions)实现零开销的函数适配器。 反射机制的替代方案:在标准 C++ 环境下,如何通过静态映射和结构化绑定,实现类似运行时反射的编译期代码生成与数据结构自省能力。 第三章:模块化编程的未来视野 随着 C++20 Modules 的落地,我们讨论如何从根本上重塑大型项目的依赖管理。本章将比较传统头文件/预处理器机制与 Modules 的编译时间、依赖解析速度和命名空间隔离的真实世界性能对比,并提供从遗留代码库迁移的最佳实践路径。 --- 第二部分:运行时性能的精微调校 (Runtime Precision Tuning) C++ 的生命力在于其对硬件的直接控制能力。本部分将聚焦于如何将抽象的算法转化为对 CPU 缓存、指令流水线最友好的机器码。 第四章:内存模型的精算与优化 理解内存模型(Memory Model)是编写并发代码的基石,但理解其对单线程性能的影响同样至关重要。我们将细致分析不同内存顺序(Sequential Consistency, Acquire/Release)对实际性能的影响,并深入探讨伪共享(False Sharing)的识别、量化与规避策略。本章将包含真实的性能基准测试,展示如何通过缓存行对齐来获得数倍的提升。 第五章:I/O 吞吐量的极限探索 在高性能网络和存储密集型应用中,I/O 往往是瓶颈。本书将避开传统的阻塞 I/O 模型,全面聚焦于现代异步 I/O 范式: `io_uring` (Linux) 与 IOCP (Windows) 的深层解析:对比它们在内核交互、上下文切换开销上的差异。 基于协程(Coroutines)的零拷贝网络栈构建:如何使用 C++20 协程编写出既易于理解又具备极高吞吐量的异步服务器框架,彻底消除传统回调地狱。 第六章:优化器的黑箱:LTO 与 Profile-Guided Optimization (PGO) 编译器优化往往是魔术,但我们将其转化为可控的科学。本章将指导读者如何正确利用 Link Time Optimization (LTO) 来实现跨文件、跨单元的函数内联和死代码消除。更进一步,我们将演示如何设置 PGO 工作流,使用真实的用户负载数据来训练编译器,生成针对特定应用场景的最优二进制文件。 --- 第三部分:系统级抽象与错误处理的优雅之道 (System Abstraction & Resilience) 现代软件不仅需要快,更需要健壮和易于维护。本部分探讨如何用 C++ 的高级特性来管理资源和异常安全。 第七章:协程(Coroutines)的应用:控制流的重塑 协程是 C++ 中最强大的控制流工具之一。本章将详述 `co_await`, `co_yield`, `co_return` 的工作原理,并超越简单的异步调用: 构建自定义的 Awaitable 对象:实现对特定硬件中断或自定义同步原语的直接等待。 Stackless vs. Stackful 协程的选择与实现:理解不同协程模型的内存占用和上下文切换成本,并设计用于有限状态机的高效轮询器。 第八章:资源管理的哲学:RAII 的进阶与超越 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)是 C++ 的灵魂,但如何处理动态生命周期的复杂资源? 所有权模型:`unique_ptr` 与 `shared_ptr` 的性能剖析:分析引用计数(Reference Counting)的开销,以及在哪些场景下应优先选择弱引用(Weak Pointers)来打破循环依赖。 并发环境下的锁与无锁数据结构设计:深入探讨 `std::atomic` 的内存屏障语义,并使用原子操作构建高性能的无锁队列和堆栈,避免传统互斥锁带来的阻塞风险。 第九章:调试、诊断与可观测性 一个健壮的系统必须是可观测的。本章将介绍如何利用 C++ 语言特性增强调试能力: 利用 `noexcept` 规范进行运行时防御:如何通过精细化的异常规范,帮助编译器和运行时分析工具更好地理解程序路径。 自定义 Stack Trace 捕获:在不依赖外部库的情况下,利用信号处理和运行时信息,捕获高精度、低开销的调用栈快照,以应对生产环境中的瞬时错误。 --- 结语:面向未来的工程师思维 《C++ 巅峰技艺》不是一本速查手册,它是一次思维模式的重塑。掌握这些“巅峰技艺”,意味着你不再是语言语法的简单使用者,而是能够洞察编译器、硬件和运行时环境交互的系统设计师。我们希望本书能为您在构建下一代高性能、高可靠性的基础设施时,提供坚实而灵活的理论支撑与实战指导。 --- 目标读者: 资深 C++ 开发者、系统架构师、嵌入式/高频交易/游戏引擎开发人员。 前置知识要求: 熟悉 C++ 17 标准,理解基本的数据结构与算法,了解操作系统基础概念。 本书特色: 极度强调实战案例、性能分析数据和对底层机制的深入解读。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我买了这本书大概三个月了,说实话,进度慢得令人发指,但每翻过一章,都有种醍醐灌顶的清晰感。我个人最大的收获来自于它对“现代 C++”理念的解读。市面上很多教程为了兼容旧版本,总是在“C 风格的 C++”和“面向对象范式”之间摇摆不定,让人感觉不够纯粹。但这本深入挖掘了 C++11、14 乃至更新标准引入的那些“革命性”特性——比如移动语义(Move Semantics)的引入是如何从根本上改变资源管理方式的。特别是关于右值引用和完美转发的章节,作者的阐述清晰得像是在给一个聪明的初学者解释什么叫“所有权”。我以前写代码时,常常因为深拷贝导致不必要的性能开销而苦恼,但总是抓不住优化的点。看了这本书后,我才真正理解了什么时候应该“转移”资源而不是“复制”资源,这对我们在处理大型数据结构和容器时,优化效果是立竿见影的。它不是那种看完就能立即写出优美代码的书,更像是帮你打通了思维的任督二脉,让你在面对复杂系统设计时,能自然而然地倾向于性能更优、抽象更高级的解决方案。

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这本书,说实话,拿到手的时候我就有点心虚。封面设计得挺“专业”,那种深蓝色配着银色的字体,一看就是那种搞技术、讲深度的书。我本来是想找本能快速上手、解决眼前问题的“速查手册”类型的,结果翻开目录才发现,这完全是另一码事。它像是本武林秘籍,把 C++ 的一些高级技巧、那些平时我们写代码时“只知其然不知其所以然”的底层逻辑,掰开了揉碎了讲。我记得有一章专门讲模板元编程(Template Metaprogramming),那简直是地狱级别的挑战。作者不是简单地告诉你“这样做性能好”,而是深入到编译器的行为,解释为什么某种写法能榨干硬件的最后一滴性能,以及另一种写法可能导致灾难性的编译时间和巨大的可执行文件。读完那几页,我感觉自己的大脑被强行重塑了一遍,很多之前凭感觉写的代码,突然就有了坚实的理论基础支撑。这本书更像是给那些已经能写出标准 C++ 代码的程序员准备的“进阶课程”,它不会教你怎么写 `for` 循环,而是教你如何用 C++ 的特性来设计出几乎与底层汇编媲美的代码结构。对于想从“会写代码”跃升到“精通设计”的人来说,这绝对是本值得反复研读的工具书,只不过阅读过程中的挫败感也是真实存在的,需要极大的耐心和充足的咖啡因。

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如果有人问我,这本书和市面上那些教你如何用 C++ 写业务逻辑的书有什么区别,我会说,区别就在于“控制欲”。这本书不是关于如何用 C++ 解决业务问题,而是关于如何通过 C++ 语言本身来控制整个软件堆栈的每一个微小方面。它对错误处理和异常安全性的讨论,达到了近乎偏执的程度。它不是简单地教你写 `try-catch` 块,而是深入到资源获取即初始化(RAII)原则的深层应用,以及如何确保在异常抛出路径上,所有已分配的资源都能被正确且及时地释放,避免任何形式的资源泄漏。我以前写代码时,对异常安全性的认识停留在表面,总觉得只要写了析构函数就行了。但这本书揭示了更深层的复杂性,比如拷贝构造函数中的异常安全保证,以及如何设计出能在最坏情况下依然保持状态一致性的数据结构。读完后,我不得不重构我代码库中一些最核心的模块,虽然过程痛苦,但换来的是极高的稳定性和可维护性,这笔投入是绝对值得的。

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这本书的叙事风格非常独特,它不像教科书那样平铺直叙,反而更像是一位经验丰富的老工程师在向你传授他多年血泪换来的经验。语气中带着一种务实的、毫不妥协的精确性。我发现它在处理语言的“灰色地带”时格外出色。C++ 这个语言,由于其历史悠久和强大的底层能力,总是有很多“黑魔法”和不同编译器之间的微小差异。这本书没有回避这些问题,而是直面它们。例如,在讨论连接期多态(Link-Time Polymorphism)和虚函数表(V-Table)的内存布局时,作者不仅给出了理论,还引用了大量的汇编输出作为佐证,让你亲眼看到编译器是如何把你的高级代码翻译成机器指令的。这种层层递进、由上至下还原真相的过程,对于追求极致控制的开发者来说,是无价的。我感觉我不是在读一本技术书,而是在参与一场关于 C++ 语言设计的深入研讨会,它教会我用“机器”的角度去思考“人类”的抽象。

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坦率地说,这本书的难度曲线极其陡峭,它对读者的前提知识要求非常高。如果你对 C++ 的语法特性还停留在指针、类和继承的基础层面,那么直接啃这本书,大概率会收获满屏的问号和挫败感。我是在读完一本标准的《C++ 程序设计原理》之后才敢挑战它的。这本书的魅力恰恰在于它的“硬核”——它不屑于做那些“玩具”级别的例子。它倾向于探讨那些在真实、高要求的工程环境中才会暴露出来的设计陷阱和陷阱规避策略。举个例子,关于并发编程和内存模型的讨论,简直就是一篇篇微型的学术论文,作者毫不留情地指出了标准库中一些看似无懈可击的用法,在特定架构下可能产生的竞态条件问题。我尤其欣赏它那种对“陷阱”的剖析,它不是让你避开陷阱,而是带你走进陷阱内部,让你清晰地看到“为什么这是个陷阱”,从而彻底理解底层机制的运作。这使得我的代码安全性和健壮性得到了质的飞跃,尤其是在多线程应用方面。

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C++标准的rationale,我标准都读完了才来看这书,浪费。。。

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