C++程序設計語言(第4部分:標準庫)(英文版 第4版)

C++程序設計語言(第4部分:標準庫)(英文版 第4版) 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

[美] 本賈尼·斯特勞斯特魯普 著
圖書標籤:
  • C++
  • 標準庫
  • 編程
  • 計算機科學
  • 技術
  • 英文
  • 第四版
  • STL
  • 數據結構
  • 算法
  • 參考書
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111524878
版次:1
商品編碼:11871869
品牌:機工齣版
包裝:平裝
叢書名: 經典原版書庫
開本:16開
齣版時間:2016-01-01
用紙:膠版紙
頁數:1279

具體描述

編輯推薦

C++語言之父的經典名著新版本,全麵掌握標準C++11及其編程技術的指南!

內容簡介

  本書是C++領域經典的參考書,介紹瞭C++11的各項新特性、功能等。主要內容包括:C++的類型、對象、作用域、存儲、計算基礎及模塊化知識、命名空間、源文件以及異常處理等;C++的抽象性,包括類、類繼承、模版等;標準庫,包括容器、算法、迭代器、字符串、流I/O以及C++的基本內存模型等。

目錄

第一部分 介紹 1
第1章 緻讀者 3
第2章 C++概覽:基本特性 37
第3章 C++概覽:抽象機製 59
第4章 C++概覽:容器和算法 87
第5章 C++概覽:並發和工具 111
第二部分 基本特性 133
第6章 類型和聲明 135
第7章 指針、數組和引用 171
第8章 結構、聯閤和枚舉 201
第9章 語句 225
第10章 錶達式 241
第11章 其他操作選講 273
第12章 函數 305
第13章 異常處理 343
第14章 命名空間 389
第15章 源文件和程序 419
第三部分 抽象機製 447
第16章 類 449
第17章 構造、清理、拷貝和移動 481
第18章 重載 527
第19章 特殊運算符 549
第20章 派生類 577
第21章 類層次 613
第22章 運行時類型信息 641
第23章 模闆 665
第24章 泛型程序設計 699
第25章 特例化 721
第26章 實例化 741
第27章 模闆和層次 759
第28章 元程序設計 779
第29章 一個矩陣設計 827
第四部分 標準庫 857
第30章 標準庫概覽 859
第31章 STL容器 885
第32章 STL算法 927
第33章 STL迭代器 953
第34章 內存和資源 973
第35章 工具 1009
第36章 字符串 1033
第37章 正則錶達式 1051
第38章 I/O流 1073
第39章 區域設置 1109
第40章 數值 1159
第41章 並發 1191
第42章 綫程和任務 1209
第43章 C標準庫 1253
第44章 兼容性 1267

Contents
Part I: Introductory Material
1. Notes to the Reader ... 3
2. A Tour of C++: The Basics . 37
3. A Tour of C++: Abstraction Mechanisms ... 59
4. A Tour of C++: Containers and Algorithms ... 87
5. A Tour of C++: Concurrency and Utilities . 111
Part II: Basic Facilities 133 133
6. Types and Declarations ... 135
7. Pointers, Arrays, and References 171
8. Structures, Unions, and Enumerations 201
9. Statements ... 225
10. Expressions ... 241
11. Select Operations 273
12. Functions . 305
13. Exception Handling 343
14. Namespaces . 389
15. Source Files and Programs .. 419
Part III: Abstraction Mechanisms 447 447
16. Classes .. 449
17. Construction, Cleanup, Copy, and Move 481
18. Overloading .. 527
19. Special Operators 549
20. Derived Classes 577
21. Class Hierarchies ... 613
22. Run-Time Type Information . 641
23. Templates .. 665
24. Generic Programming . 699
25. Specialization ... 721
26. Instantiation 741
27. Templates and Hierarchies ... 759
28. Metaprogramming . 779
29. A Matrix Design . 827
Part IV: The Standard Library 857
30. Standard Library Summary . 859
31. STL Containers .. 885
32. STL Algorithms . 927
33. STL Iterators . 953
34. Memory and Resources .. 973
35. Utilities .. 1009
36. Strings .. 1033
37. Regular Expressions ... 1051
38. I/O Streams .. 1073
39. Locales .. 1109
40. Numerics .. 1159
41. Concurrency ... 1191
42. Threads and Tasks 1209
43. The C Standard Library .. 1253
44. Compatibility 1267
 由於篇幅很長,本書影印版分為兩冊。原書第1~3部分為上冊,第4部分為下冊。—編輯注

前言/序言

  前  言  所有計算機科學問題都可以通過引入一個新的間接層次來解決,那些已有過多間接層次的問題除外。  —David J. Wheeler與C++98標準相比,C++11標準令我可以更清晰、更簡潔而且更直接地錶達我的想法。而且,新版本的編譯器可以對程序進行更好的檢查並生成更快的目標程序。因此,C++11給人的感覺就像是一種新語言一樣。  在本書中,我追求完整性(completeness)。我會介紹專業程序員可能需要的每個語言特性和標準庫組件。對每個特性或組件,我將給齣:  · 基本原理:設計這個特性(組件)是為瞭幫助解決哪類問題?在其設計之下的原理是什麼?它有什麼根本的局限?· 規範:它該如何定義?我將以專業程序員為目標讀者來選擇內容的詳略程度,對於要求更高的C++語言研究者,有很多ISO標準的文獻可供查閱。  · 例子:當單獨使用這個特性或與其他特性組閤使用時,如何用好它?其中的關鍵技術和習慣用法是怎樣的?在程序的可維護性和性能方麵是否有一些隱含的問題?多年來,無論是C++語言本身還是它的使用,都已經發生瞭巨大改變。從程序員的角度,大多數改變都屬於語言的改進。與之前的版本相比,當前的ISO C++標準(ISO/IEC 14882-2011,通常稱為C++11)在編寫高質量代碼方麵無疑是一個好得多的工具。但是它好在哪裏?現代C++語言支持什麼樣的程序設計風格和技術?這些技術靠哪些語言特性和標準庫特性來支撐?精煉、正確、可維護性好、性能高的C++代碼的基本構建單元是怎樣的?本書將迴答這些關鍵問題。很多答案已經不同於1985、1995或2005等舊版本的C++語言瞭:C++在進步。  C++是一種通用程序設計語言,它強調富類型輕量級抽象的設計和使用。C++特彆適閤開發資源受限的應用,例如可在軟件基礎設施中發現的那些應用。那些花費時間學習高質量代碼編寫技術的程序員將會從C++語言受益良多。C++是為那些嚴肅對待編程的人而設計的。人類文明已經嚴重依賴軟件,編寫高質量的軟件非常重要。  目前已經部署的C++代碼達到數十億行,因此程序穩定性備受重視—很多1985年和1995年編寫的C++代碼仍然運行良好,而且還會繼續運行幾十年。但是,對所有這些應用程序,都可以用現代C++語言寫齣更好的版本;如果你墨守陳規,將來寫齣的代碼將會是低質量、低性能的。對穩定性的強調還意味著,你現在遵循標準寫齣的代碼,在未來幾十年中會運行良好。本書中所有代碼都遵循2011 ISO C++標準。  本書麵嚮三類讀者:  · 想知道最新的2011 ISO C++標準都提供瞭哪些新特性的C++程序員。  · 好奇C++到底提供瞭哪些超越C語言的特性的C程序員。  · 具備Java、C#、Python和Ruby等編程語言背景,正在探尋“更接近機器”的語言,即更靈活、提供更好的編譯時檢查或是更好性能的語言的程序員。  自然,這三類讀者可能是有交集的—一個專業軟件開發者通常掌握多門編程語言。  本書假定目標讀者是程序員。如果你提問“什麼是for循環?”或是“什麼是編譯器?”,那麼本書現在還不適閤你,我嚮你推薦我的另一本書《C++程序設計原理與實踐》,這本書適閤作為程序設計和C++語言的入門書籍。而且,我假定讀者是較為成熟的軟件開發者。如果你提問“為什麼要費力進行測試?”或是“所有語言基本都是一樣的,給我看語法就可以瞭”,或者確信存在一種適閤所有任務的完美語言,那麼本書也不適閤你。  相對於C++98,C++11提齣瞭哪些改進和新特性呢?適閤現代計算機的機器模型會涉及到大量並發處理。為此,C++11提供瞭用於係統級並行編程(如使用多核)的語言和標準庫特性。C++11還提供瞭正則錶達式處理、資源管理指針、隨機數、改進的容器(包括哈希錶)以及其他很多特性。此外,C++11還提供瞭通用和一緻的初始化機製、更簡單的for語句、移動語義、基礎的Unicode支持、lambda、通用常量錶達式、控製類缺省定義的能力、可變參數模闆、用戶定義的字麵值常量和其他很多新特性。請記住,這些標準庫和語言特性的目標就是支撐那些用來開發高質量軟件的程序設計技術。這些特性應該組閤使用—將它們看作蓋大樓的磚,而不應該相互隔離地單獨使用來解決特定問題。計算機是一種通用機器,而C++在其中起到瞭重要作用。特彆是,C++的設計目標就是足夠靈活和通用,以便處理那些連它的設計者都未曾想象的未來的難題。  緻謝除瞭本書上一版緻謝提及的人之外,我還要感謝Pete Becker、Hans-J. Boehm、Marshall Clow、Jonathan Coe、Lawrence Crowl、Walter Daugherty、J. Daniel Garcia、Robert Harle、Greg Hickman、Howard Hinnant、Brian Kernighan、Daniel Krügler、Nevin Liber、Michel Michaud、Gary Powell、Jan Christiaan van Winkel和Leor Zolman。沒有他們的幫助,本書的質量要差得多。  感謝Howard Hinnant為我解答很多有關標準庫的問題。  Andrew Sutton是Origin庫的作者,模闆相關章節中很多模擬概念的討論都是基於這個測試平颱的。他還是矩陣庫的作者,這是第29章的主題。Origin庫是開源的,在互聯網上搜索“Origin”和“Andrew Sutton”就能找到。  感謝我指導的研究生畢業設計班,他們從“導學章節”中找齣的問題比其他任何人都多。  假如我能遵照審閱人的所有建議,毫無疑問會大幅度提高本書的質量,但篇幅上也會增加數百頁。每個專傢審閱人都建議增加技術細節、進階示例和很多有用的開發規範;每個新手審閱人(或教育工作者)都建議增加示例;而大多數審閱人都(正確地)注意到本書的篇幅可能過長瞭。  感謝普林斯頓大學計算機科學係,特彆感謝Brian Kernighan教授,在我利用部分休假時間撰寫此書時給予我熱情接待。  感謝劍橋大學計算機實驗室,特彆感謝Andy Hopper教授,在我利用部分休假時間撰寫此書時給予我熱情接待。  感謝我的編輯Peter Gordon以及他在Addison-Wesley的齣版團隊,感謝你們的幫助和耐心。  Bjarne Stroustrup於得剋薩斯大學城第3版前言去編程就是去理解。  —Kristen Nyggard我覺得用C++ 編程比以往更令人感到愉快。在過去這些年裏,C++ 在支持設計和編程方麵取得瞭令人振奮的進步,針對其使用的大量新技術已經被開發齣來瞭。然而,C++ 並不隻是好玩。普通的實際程序員在幾乎所有種類和規模的開發項目上,在生産率、可維護性、靈活性和質量方麵都取得瞭顯著的進步。到今天為止,C++ 已經實現瞭我當初對它的期望中的絕大部分,還在許多我原來根本沒有夢想過的工作中取得瞭成功。  本書介紹的是標準C++以及由C++所支持的關鍵性編程技術和設計技術。與本書第1版所介紹的那個C++ 版本相比,標準C++是一個經過瞭更仔細推敲的更強大的語言。各種新的語言特徵,如名字空間、異常、模闆,以及運行時類型識彆,使人能以比過去更直接的方式使用許多技術,標準庫使程序員能夠從比基本語言高得多的層麵上起步。  本書第2版中大約有三分之一的內容來自第1版。這個第3版則是重寫瞭比例更大的篇幅的結果。它提供的許多東西是大部分有經驗的程序員也需要的,與此同時,本書也比它的以前版本更容易供新手入門。C++ 使用的爆炸性增長和作為其結果的海量經驗積纍使這些成為可能。  一個功能廣泛的標準庫定義使我能以一種與以前不同的方式介紹C++ 的各種概念。與過去一樣,本書對C++ 的介紹與任何特定的實現都沒有關係;與過去一樣,教材式的各章還是采用“自下而上”的方式,使每種結構都是在定義之後纔使用。無論如何,使用一個設計良好的庫遠比理解其實現細節容易得多。由於這些情況,在假定讀者已經理解瞭標準庫的內部工作原理之前,就可以利用它提供許多更實際、更有趣的例子。標準庫本身也是程序設計實例和設計技術的豐富源泉。  本書將介紹每種主要的C++ 語言特徵和這個標準庫,它是圍繞著語言和庫功能組織起來的。當然,各種特徵都將在使用它們的環境中介紹。也就是說,這裏所關注的是將語言作為一種設計和編程的工具,而不是語言本身。本書將展示那些使C++ 卓有成效的關鍵性技術,講述為掌握它們所需要的那些基本概念。除瞭專門闡釋技術細節的那些地方之外,其他示例都取自係統軟件領域。另一本與本書配套齣版的書《帶標注的C++ 語言標準》(The Annotated C++ Language Standard),將給齣完整的語言定義,所附標注能使它更容易理解。  本書的基本目標就是幫助讀者理解C++ 所提供的功能將如何支持關鍵性的程序設計技術。這裏的目標是使讀者能遠遠超越簡單地復製示例並使之能夠運行,或者模仿來自其他語言的程序設計風格。隻有對隱藏在語言背後的思想有瞭很好的理解之後,纔能真正掌握這個語言。如果有一些具體實現的文檔的輔助,這裏所提供的信息就足以對付具有挑戰性的真實世界中的重要項目。我的希望是,本書能幫助讀者獲得新的洞察力,使他們成為更好的程序員和設計師。  緻謝除瞭第1版和第2版的緻謝中所提到的那些人之外,我還要感謝Matt Austern、Hans Boehm、Don Caldwell、Lawrence Crowl、Alan Feuer、Andrew Forrest、David Gay、Tim Griffin、Peter Juhl、Brian Kernighan、Andrew Koenig、Mike Mowbray、Rob Murray、Lee Nackman、Joseph Newcomer、Alex Stepanov、David Vandevoorde、Peter Weinberger和Chris Van Wyk,他們對第3版各章的初稿提齣瞭許多意見。沒有他們的幫助和建議,這本書一定會更難理解,包含更多的錯誤,沒有這麼完全,當然也可能稍微短一點。  我還要感謝C++ 標準化委員會的誌願者們,是他們完成瞭規模宏大的建設性工作,纔使C++ 具有它今天這個樣子。要羅列齣每個人會有一點不公平,但一個也不提就更不公平,所以我想特彆提及Mike Ball、Dag Brück、Sean Corfield、Ted Goldstein、Kim Knuttila、Andrew Koenig、José Lajoie、Dmitry Lenkov、Nathan Myers、Martin O’Riordan、Tom Plum、Jonathan Shopiro、John Spicer、Jerry Schwarz、Alex Stepanov和Mike Vilot,他們中的每個人都在C++及其標準庫的某些方麵直接與我閤作過。  在這本書第一次印刷之後,許多人給我發來電子郵件,提齣更正和建議。我已經在原書的結構裏響應瞭他們的建議,使後來齣版的版本大為改善。將本書翻譯到各種語言的譯者也提供瞭許多澄清性的意見。作為對這些讀者的迴應,我增加瞭附錄D和附錄E。讓我藉這個機會感謝他們之中特彆有幫助的幾位:Dave Abrahams、Matt Austern、Jan Bielawski、Janina Mincer Daszkiewicz、Andrew Koenig、Dietmar Kühl、Nicolai Josuttis、Nathan Myers、Paul E. Sevinc、Andy Tenne-Sens、Shoichi Uchida、Ping-Fai(Mike) Yang和Dennis Yelle。  Bjarne Stroustrup於新澤西默裏山第2版前言前路漫漫。  —Bilbo Baggins正如在本書的第1版中所承諾的,C++ 為滿足其用戶的需要正在不斷地演化。這一演化過程得益於許多有著極大的背景差異,在範圍廣泛的應用領域中工作的用戶們的實際經驗的指導。在第1版齣版後的六年中,C++ 的用戶群體擴大瞭不止百倍,人們學到瞭許多東西,發現瞭許多新技術並通過瞭實踐的檢驗。這些技術中的一些也在這一版中有所反映。  在過去六年裏所完成的許多語言擴展,其基本宗旨就是將C++ 提升為一種服務於一般性的數據抽象和麵嚮對象程序設計的語言,特彆是提升為一個可編寫高質量的用戶定義類型庫的工具。一個“高質量的庫”是指這樣的庫,它以一個或幾個方便、安全且高效的類的形式,給用戶提供瞭一個概念。在這個環境中,安全意味著這個類在庫的使用者與它的供方之間構成瞭一個特殊的類型安全的界麵;高效意味著與手工寫齣的C代碼相比,這種庫的使用不會給用戶強加明顯的運行時間上或空間上的額外開銷。  本書介紹的是完整的C++ 語言。從第1章到第10章是一個教材式的導引,第11章到第13章展現的是一個有關設計和軟件開發問題的討論,最後包含瞭完整的C++ 參考手冊。自然,在原來版本之後新加入的特徵和變化已成為這個展示的有機組成部分。這些特徵包括:經過精化後的重載解析規則和存儲管理功能,以及訪問控製機製、類型安全的連接、const和static成員函數、抽象類、多重繼承、模闆和異常處理。  C++ 是一個通用的程序設計語言,其核心應用領域是最廣泛意義上的係統程序設計。此外,C++ 還被成功地用到許多無法稱為係統程序設計的應用領域中。從最摩登的小型計算機到最大的超級計算機上,以及幾乎所有操作係統上都有C++ 的實現。因此,本書描述的是C++ 語言本身,並不想試著去解釋任何特殊的實現、程序設計環境或者庫。  本書中給齣的許多類的示例雖然都很有用,但也還是應該歸到“玩具”一類。與在完整的精益求精的程序中做解釋相比,這裏所采用的解說風格能更清晰地呈現那些具有普遍意義的原理和極其有用的技術,在實際例子中它們很容易被細節所淹沒。這裏給齣的大部分有用的類,如鏈接錶、數組、字符串、矩陣、圖形類、關聯數組等,在廣泛可用的各種商品和非商品資源中,都有可用的“防彈”和/或“金盤”版本。那些“具有工業強度”的類和庫中的許多東西,實際上不過是在這裏可以找到的玩具版本的直接或間接後裔。  與第1版相比,這一版更加強調本書在教學方麵的作用。然而,這裏的敘述仍然是針對有經驗的程序員,並努力不去輕視他們的智慧和經驗。有關設計問題的討論有瞭很大的擴充,作為對讀者在語言特徵及其直接應用之外的要求的一種迴應。技術細節和精確性也有所增強。特彆是,這裏的參考手冊錶現瞭在這個方嚮上多年的工作。我的目標是提供一本具有足夠深度的書籍,使大部分程序員能在多次閱讀中都有所收獲。換句話說,這本書給齣的是C++ 語言,它的基本原理,以及使用時所需要的關鍵性技術。歡迎欣賞!  緻謝除瞭在第1版前言的緻謝裏所提到的人們之外,我還要感謝Al Aho、Steve Buroff、Jim Coplien、Ted Goldstein、Tony Hansen、Lorraine Juhl、Peter Juhl、Brian Kernighan、Andrew Koenig、Bill Leggett、Warren Montgomery、Mike Mowbray、Rob Murray、Jonathan Shopiro、Mike Vilot和Peter Weinberger,他們對第2版的初稿提齣瞭許多意見。許多人對C++從1985年到1991年的開發有很大影響,我隻能提及其中幾個:Andrew Koenig,Brian Kernighan,Doug McIlroy和Johathan Shopiro。還要感謝參考手冊“外部評閱”的許多參與者,以及在X3J16的整個第一年裏一直在其中受苦的人們。  Bjarne Stroustrup於新澤西默裏山第1版前言語言磨礪瞭我們思維的方式,也決定著我們思考的範圍。  —B. L. WhorfC++ 是一種通用的程序設計語言,其設計就是為瞭使認真的程序員工作得更愉快。除瞭一些小細節之外,C++ 是C程序設計語言的一個超集。C++ 提供瞭C所提供的各種功能,還為定義新類型提供瞭靈活而有效的功能。程序員可以通過定義新類型,使這些類型與應用中的概念緊密對應,從而把一個應用劃分成許多容易管理的片段。這種程序構造技術通常被稱為數據抽象。某些用戶定義類型的對象包含著類型信息,這種對象就可以方便而安全地用在那種對象類型無法在編譯時確定的環境中。使用這種類型的對象的程序通常被稱為是基於對象的。如果用得好,這些技術可以産生齣更短、更容易理解,而且也更容易管理的程序。  C++ 裏的最關鍵概念是類。一個類就是一個用戶定義類型。類提供瞭對數據的隱藏,數據的初始化保證,用戶定義類型的隱式類型轉換,動態類型識彆,用戶控製的存儲管理,以及重載運算符的機製等。在類型檢查和錶述模塊性方麵,C++提供瞭比C好得多的功能。它還包含瞭許多並不直接與類相關的改進,包括符號常量、函數的在綫替換、默認函數參數、重載函數名、自由存儲管理運算符,以及引用類型等。C++保持瞭C高效處理硬件基本對象(位、字節、字、地址等)的能力。這就使用戶定義類型能夠在相當高的效率水平上實現。  C++及其標準庫也是為瞭可移植性而設計的。當前的實現能夠在大多數支持C的係統上運行。C的庫也能用於C++程序,而且大部分支持C程序設計的工具也同樣能用於C++。  本書的基本目標就是幫助認真的程序員學習這個語言,並將它用於那些非平凡的項目。書中提供瞭有關C++的完整描述,許多完整的例子,以及更多的程序片段。  緻謝如果沒有許多朋友和同事持之以恒的使用、建議和建設性的批評,C++ 絕不會像它現在這樣成熟。特彆地,Tom Cargill、Jim Coplien、Stu Feldman、Sandy Fraser、Steve Johnson、Brian Kernighan、Bart Locanthi、Doug McIlroy、Dennis Rechie、Larry Rosler、Jerry Schwarz和Jon Shopiro對語言發展提供瞭重要的思想。Dave Presotto寫齣瞭流I/O庫的當前實現。  此外,還有幾百人對C++ 及其編譯器的開發做齣瞭貢獻:給我提齣改進的建議,描述所遇到的問題,告訴我編譯中的錯誤等。我隻能提及其中的很少幾位:Gary Bishop,Abdrew Hume,Tom Karzes,Victor Milenkovic,Rob Murray,Leonie Rose,Brian Schmult和Gary Walker。  許多人在本書的撰寫過程中為我提供瞭幫助,特彆值得提齣的是Jon Bentley、Laura Eaves、Brian Kernighan、Ted Kowalski、Steve Mahaney、Jon Shopiro,以及參加1985年7月26 ~ 27日俄亥俄州哥倫布貝爾實驗室C++ 課程的人們。  Bjarne Stroustrup於新澤西默裏山



《C++程序設計語言(第4部分:標準庫)(英文版 第4版)》是一本深入探討C++標準庫核心的權威指南。本書以其嚴謹的學術風格和詳盡的闡釋,成為C++開發者理解和運用標準庫的必備參考。全書共分為四個部分,其中第四部分,也是本書的重點,將帶領讀者全麵解析C++標準庫的方方麵麵,從最基礎的組件到最先進的特性。 第一章:緒論與標準庫概覽 本章將為讀者構建對C++標準庫的宏觀認識。我們將從C++語言的演進曆程齣發,闡述標準庫在其中扮演的關鍵角色,以及它如何極大地提升瞭C++的開發效率和代碼的可移植性。本書將強調標準庫的“標準”二字所蘊含的意義,即跨平颱、跨編譯器的一緻性,以及它為開發者提供的強大抽象能力。 我們將詳細介紹標準庫的整體結構,包括其各個子庫的劃分,如輸入/輸齣、字符串處理、容器、算法、智能指針、並發支持等。每一部分都將簡要說明其存在的目的和核心功能,為後續章節的學習打下堅實的基礎。本章還將探討標準庫的設計哲學,例如如何平衡性能與抽象、如何實現內存安全、以及如何適應不斷發展的C++標準。讀者將瞭解到,標準庫並非孤立存在,而是與C++語言本身緊密結閤,共同構成瞭一個強大的開發生態。 第二章:標準模闆庫(STL)——容器 STL是C++標準庫中最為核心且應用最廣泛的部分之一。本章將係統地剖析STL中的各種容器,並深入理解它們的內部實現原理和適用場景。 序列容器:我們將從`std::vector`開始,詳細探討其動態數組的特性,包括內存分配、元素插入與刪除的效率分析,以及其在不同操作下的性能錶現。接著,我們將轉嚮`std::deque`(雙端隊列),分析其在兩端插入和刪除操作上的優勢,以及其內部實現如何平衡性能和內存使用。`std::list`(雙嚮鏈錶)的講解將聚焦於其在插入和刪除方麵的 O(1) 時間復雜度,以及它在需要頻繁修改元素順序時的優越性。我們還會探討`std::forward_list`(單嚮鏈錶)的特性,以及它在內存占用方麵的極緻優化。 關聯容器:本部分將重點關注`std::set`和`std::multiset`,它們基於紅黑樹實現,提供有序的鍵值存儲。我們將深入研究查找、插入和刪除操作的對數時間復雜度,以及它們在需要快速查找唯一鍵或允許重復鍵時的應用。`std::map`和`std::multimap`的講解將側重於鍵值對的存儲,以及它們如何通過鍵來檢索對應的值,並分析其與集閤在接口上的異同。 無序關聯容器:隨著C++11標準的引入,無序容器成為瞭STL的重要補充。本章將詳細講解`std::unordered_set`、`std::unordered_multiset`、`std::unordered_map`和`std::unordered_multimap`。我們將深入探究它們基於哈希錶的工作原理,以及在平均情況下接近常數時間的插入、刪除和查找操作。同時,我們也會討論哈希衝突的處理機製,以及在最壞情況下的性能影響,並給齣選擇閤適容器的指導。 容器適配器:本章還將介紹STL提供的三種容器適配器:`std::stack`、`std::queue`和`std::priority_queue`。我們將說明它們如何通過封裝其他容器(如`std::vector`、`std::deque`或`std::list`)來實現特定的抽象接口,以及它們在實際編程中解決特定問題的便捷性。 第三章:標準模闆庫(STL)——算法 算法是STL的另一大支柱,它為各種數據結構提供瞭通用的操作。本章將係統地介紹STL算法庫,並分析其設計思想和性能特點。 非修改性序列操作:我們將從`std::for_each`、`std::find`、`std::count`、`std::search`等基本算法開始,理解它們如何遍曆和查找序列中的元素。`std::equal`和`std::mismatch`的講解將聚焦於比較序列的差異。`std::adjacent_find`將用於查找相鄰相等元素。 修改性序列操作:本部分將詳細介紹`std::copy`、`std::move`(C++11)、`std::fill`、`std::transform`等算法,理解它們如何高效地復製、填充和轉換序列中的元素。`std::remove`、`std::remove_if`、`std::unique`將用於移除特定元素或重復元素,並深入分析它們的工作機製和效率。`std::reverse`、`std::rotate`將用於改變序列的順序。`std::shuffle`(C++11)將介紹隨機打亂序列元素的方法。 排序與搜索:排序是STL算法庫中的重頭戲。我們將深入講解`std::sort`,分析其內部實現(通常是Introsort),並討論其時間復雜度。`std::stable_sort`將介紹保持相等元素相對順序的排序方法。`std::partial_sort`和`std::nth_element`將分彆用於部分排序和查找第n個元素,並分析它們在特定場景下的性能優勢。二分查找算法,如`std::binary_search`、`std::lower_bound`、`std::upper_bound`、`std::equal_range`,將在有序序列上的高效搜索能力,以及它們與STL容器的結閤使用將進行詳盡闡述。 集閤算法:本章將介紹處理有序序列的集閤算法,如`std::set_union`、`std::set_intersection`、`std::set_difference`、`std::set_symmetric_difference`。我們將理解它們如何在兩個有序序列之間進行並集、交集、差集和對稱差集操作,並分析它們的實現原理和效率。 數值算法:`std::accumulate`、`std::inner_product`、`std::partial_sum`、`std::adjacent_difference`等數值算法的講解將聚焦於對數值序列進行纍加、內積、前綴和、差分等計算,並討論它們在數學和統計應用中的作用。 C++11及之後的新增算法:我們將重點關注C++11、C++14、C++17等標準中引入的新算法,例如`std::all_of`、`std::any_of`、`std::none_of`,它們提供瞭更簡潔的謂詞檢查方式。`std::find_if_not`、`std::find_first_of`、`std::find_last_of`、`std::find_end`等搜索算法的增強。`std::move`、`std::fill_n`、`std::copy_n`、`std::transform_n`等操作的效率提升。`std::is_sorted`、`std::is_partitioned`等檢查算法,以及`std::partition`、`std::stable_partition`等分區算法的深入解析。 第四章:智能指針與內存管理 內存管理是C++開發中的一個重要且易齣錯的環節。本章將深入探討C++標準庫提供的智能指針,它們是 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)原則的典範,能夠極大地簡化內存管理,防止內存泄漏。 `std::unique_ptr`:我們將詳細講解`std::unique_ptr`,它提供瞭獨占資源所有權的語義。本書將深入分析其構造、復製(禁止)、移動語義,以及它如何確保在作用域結束時自動釋放所管理的資源。我們將通過實際代碼示例,展示`std::unique_ptr`在管理動態分配對象方麵的優勢。 `std::shared_ptr`:本部分將聚焦於`std::shared_ptr`,它實現瞭共享資源所有權。我們將深入研究其引用計數機製,分析其拷貝構造和賦值操作如何增加引用計數,以及在引用計數歸零時自動釋放資源。本書還將探討循環引用的問題,以及如何使用`std::weak_ptr`來打破循環引用,避免內存泄漏。 `std::weak_ptr`:`std::weak_ptr`作為`std::shared_ptr`的輔助工具,其作用是觀察對象,而不增加引用計數。我們將講解其構造、訪問(通過`lock()`方法)以及在需要檢查對象是否仍然存活時的應用場景。 `std::make_unique` 和 `std::make_shared`:本章還將介紹C++14及之後引入的工廠函數`std::make_unique`和`std::make_shared`。我們將闡述它們如何提供更安全、更高效的創建智能指針的方式,並避免潛在的異常安全問題。 第五章:字符串與流 字符串和流是C++程序中進行數據輸入輸齣和文本處理的基礎。本章將深入解析標準庫提供的相關工具。 `std::string`:我們將詳細介紹`std::string`類,包括其構造、拷貝、賦值、拼接等基本操作。字符訪問、子串查找、替換、分割等常用方法的應用場景和性能特點將得到深入分析。字符串的比較、大小寫轉換、格式化輸齣等功能也將被詳細講解。 輸入/輸齣流(I/O Streams):本部分將全麵介紹C++的I/O流庫,包括`std::cin`、`std::cout`、`std::cerr`、`std::clog`等標準流對象。我們還將深入講解文件流`std::ifstream`、`std::ofstream`、`std::fstream`,以及字符串流`std::stringstream`、`std::istringstream`、`std::ostringstream`。流的格式化控製,如寬度、精度、對齊方式,以及流的狀態標誌(如`goodbit`, `eofbit`, `failbit`, `badbit`)的檢查和處理將得到詳盡闡述。操縱符(manipulators)的使用,如`std::setw`, `std::setprecision`, `std::fixed`, `std::scientific`, `std::hex`等,將通過實際例子進行演示。 第六章:並發與多綫程 隨著多核處理器的普及,並發編程成為瞭現代軟件開發的重要組成部分。本章將深入探討C++11及之後標準庫提供的並發支持。 綫程(Threads):我們將詳細講解`std::thread`類,包括綫程的創建、啓動、 join(等待綫程結束)和 detach(分離綫程)操作。綫程的生命周期管理以及如何傳遞參數給綫程函數將得到重點分析。 互斥量(Mutexes):為瞭在多綫程環境下保護共享資源,互斥量至關重要。本章將介紹`std::mutex`、`std::recursive_mutex`、`std::timed_mutex`等不同類型的互斥量,並深入講解`lock()`、`unlock()`、`try_lock()`等基本操作。`std::lock_guard`和`std::unique_lock`等 RAII 風格的鎖包裝器將極大簡化互斥量的使用,避免手動解鎖帶來的錯誤。 條件變量(Condition Variables):條件變量是綫程間同步通信的關鍵工具。我們將講解`std::condition_variable`,以及它如何配閤互斥量實現綫程的等待和通知機製。生産者-消費者模型等經典並發問題將通過條件變量的運用進行演示。 原子操作(Atomics):對於某些簡單的共享數據操作,使用原子類型可以提供比互斥量更高的性能。本章將介紹`std::atomic`模闆,以及對整數、布爾值、指針等原子操作的支持。內存順序(memory_order)的概念,如`memory_order_seq_cst`、`memory_order_acquire`、`memory_order_release`等,將深入解析,以確保在不同硬件平颱上的並發安全性。 異步操作(Futures and Promises):`std::future`和`std::promise`提供瞭在不同綫程之間傳遞結果的機製。我們將講解如何使用它們來實現異步計算,以及如何獲取計算結果。`std::async`作為一種更高級的工具,將介紹其如何方便地啓動異步任務,並返迴一個future對象。 第七章:其他重要標準庫組件 除瞭上述核心部分,C++標準庫還包含許多其他重要的組件,它們在各種開發場景中都發揮著關鍵作用。 時間處理:C++20引入瞭全新的時間庫,本章將介紹``庫,包括時間點(time points)、時間間隔(durations)、時鍾(clocks)等概念。我們將演示如何進行時間的測量、格式化輸齣以及進行時間計算。 隨機數生成:本章將介紹C++11引入的強大的隨機數生成框架,包括隨機數引擎(random number engines)、隨機數分布(random number distributions)等。我們將演示如何生成各種類型的隨機數,並討論其在模擬、遊戲開發等領域的應用。 類型特性(Type Traits):`std::type_traits`提供瞭一係列工具,用於在編譯時查詢類型的屬性,例如是否為整型、是否為指針、是否有拷貝構造函數等。我們將介紹如何利用類型特性進行模闆元編程,編寫更通用、更安全的代碼。 運行時類型信息(RTTI):`typeid`運算符和`dynamic_cast`等RTTI機製,使程序在運行時能夠獲取對象的類型信息。我們將探討RTTI的適用場景和局限性。 異常處理:盡管本書側重於標準庫的使用,但我們將簡要迴顧C++的異常處理機製,包括`try-catch`塊、`throw`關鍵字,以及標準庫提供的異常類,如`std::exception`及其派生類。 第八章:C++20及後續標準的新特性 C++標準在不斷發展,每一代標準都帶來瞭新的功能和改進。本章將重點介紹C++20及之前版本在標準庫方麵的重要新增特性,例如: Concepts:C++20引入的Concepts,極大地增強瞭模闆編程的錶達能力和編譯時錯誤檢測能力。我們將介紹如何定義和使用Concepts來約束模闆參數。 Ranges:Ranges庫提供瞭更加便捷和富有錶現力的序列處理方式,將算法和容器的操作進行瞭統一。我們將演示Ranges如何簡化代碼,提高可讀性和效率。 `std::format`:C++20的`std::format`庫提供瞭類型安全的格式化字符串功能,能夠替代傳統的printf風格格式化,提高代碼的安全性和可維護性。 其他重要更新:還將介紹其他在C++20及之前的版本中對標準庫進行的改進,例如模塊(Modules)對頭文件的替代,以及其他細微但重要的功能增強。 本書的編寫旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的C++標準庫學習路徑。通過對每個組件的詳盡解析和豐富的示例,讀者不僅能夠掌握標準庫的使用方法,更能理解其背後的設計原理和性能權衡。無論您是初學者還是經驗豐富的C++開發者,本書都將是您在C++編程旅程中不可或缺的寶貴資源。

用戶評價

評分

讓我印象最深刻的是,這本書並非僅僅是陳列標準庫的各個組件,而是將它們置於一個更宏大的C++語言生態係統中進行審視。它不僅僅告訴你“怎麼做”,更重要的是告訴你“為什麼這麼做”。例如,在講解字符串處理時,作者並沒有停留在`std::string`的基本操作,而是深入探討瞭字符編碼、區域設置(locale)等概念,以及這些因素如何影響字符串的處理方式。這讓我意識到,在國際化和本地化的開發中,對這些細節的理解是多麼重要。還有關於內存管理的部分,除瞭智能指針,書中還涉及瞭內存分配器(allocator)的定製,以及如何理解和優化內存的使用。這些內容雖然有些技術深度,但作者的講解方式非常到位,讓我在理解基本原理的同時,也能體會到這些高級特性的威力。這本書讓我深刻地認識到,C++標準庫的強大之處不僅在於其豐富的功能,更在於其背後嚴謹的設計哲學和對軟件工程的深刻理解。它讓我對C++這門語言本身,以及如何用好它,都有瞭全新的認識。

評分

我必須說,這本書的編排方式實在是太有啓發性瞭。不像市麵上很多書籍那樣,簡單地把標準庫的各個部分堆砌起來,這本書的作者似乎非常有意識地構建瞭一種學習路徑。它不是從最基礎的語法開始,而是假設讀者已經對C++有瞭基本的瞭解,然後直接切入標準庫這個核心。特彆是它對異常處理、智能指針、RAII(資源獲取即初始化)等現代C++編程範式的講解,簡直是醍醐灌頂。在閱讀關於智能指針的部分時,我纔真正領會到`unique_ptr`、`shared_ptr`、`weak_ptr`各自的適用場景和性能考量,以及它們如何幫助我們避免內存泄漏和懸掛指針等棘手問題。作者通過大量的代碼示例,清晰地展示瞭在不同情況下的最佳實踐。而且,書中對於標準庫的演進和新特性的介紹也做得非常到位,例如C++11、C++14、C++17等標準引入的新庫和新功能,這本書都做瞭詳盡的梳理和解釋。這讓我能夠站在巨人的肩膀上,快速掌握最新的C++技術,提升開發效率。總而言之,這本書為我打開瞭一扇通往現代C++標準庫大門,讓我對其有瞭係統而深刻的理解。

評分

坦白講,在拿到這本《C++程序設計語言(第4部分:標準庫)(英文版 第4版)》之前,我對C++標準庫的認識就像是在一片迷霧中摸索。很多時候,我隻是知道某個函數能做什麼,但不知道為什麼它這樣設計,或者在什麼情況下使用它最優。這本書徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是一本參考手冊,更像是一位經驗豐富的導師,循循善誘地引導你理解標準庫的精髓。我尤其欣賞書中對細節的處理,比如在講解文件流操作時,作者不僅僅介紹瞭`ifstream`和`ofstream`,還深入探討瞭文件打開模式、緩衝機製、錯誤處理策略等等,每一個細節都充滿瞭考量。還有關於時間庫的部分,之前一直覺得`chrono`庫很抽象,但通過本書的講解,我纔瞭解到它背後強大的時間點、時間間隔、時區等概念,以及如何在不同的精度和上下文中使用它們。這本書讓我感覺到,標準庫的設計者們不僅僅是在創造工具,更是在傳達一種編程哲學。讀完之後,我感覺自己的代碼風格都悄然發生瞭改變,變得更加健壯、高效,也更具可讀性。

評分

這本《C++程序設計語言(第4部分:標準庫)(英文版 第4版)》真的是讓我欲罷不能。作為一個多年C++的實踐者,一直以來都覺得自己對標準庫的掌握還停留在“會用”的層麵,這次抱著學習的態度翻開這本書,纔意識到自己之前的理解是多麼淺顯。書中對每一個標準庫組件的講解都極為深入,不僅僅是羅列函數和用法,而是從設計理念、底層實現原理到實際應用場景,全方位地剖析。例如,在講到STL的容器時,作者並沒有簡單地介紹vector、list、map等,而是詳細講解瞭它們在內存布局上的差異,迭代器的工作機製,以及在不同操作下的時間復雜度分析。這讓我第一次真正理解瞭“選擇閤適的容器”背後的深層原因,而不是憑感覺。再比如,對於算法庫,作者不僅列舉瞭sort、find等常用算法,還深入探討瞭它們的泛型特性,以及如何通過仿函數和lambda錶達式來定製算法的行為。讀完這一部分,我感覺自己對C++的範式編程有瞭全新的認識,也更加自信地在項目中運用各種高級特性。這本書的語言雖然是英文,但行文流暢,邏輯清晰,即使遇到一些晦澀的專業術語,通過上下文和作者細緻的解釋,也能夠理解。它絕對是每一個想要精通C++標準庫的開發者不可或缺的寶典。

評分

我可以說,這本書對於那些希望深入理解C++標準庫底層邏輯的開發者來說,簡直是無價之寶。它沒有迴避那些比較晦澀的理論,而是以一種非常清晰的方式呈現齣來。例如,在介紹STL的迭代器概念時,作者不僅僅定義瞭五種迭代器類彆,還詳細解釋瞭它們在性能和功能上的區彆,以及為什麼需要這樣細緻的分類。這對於我理解算法的泛型特性,以及如何編寫高效的算法至關重要。另外,對於並發和多綫程相關的標準庫部分,作者更是花費瞭大量的篇幅進行講解,從互斥鎖、條件變量,到原子操作和綫程池,書中對每一個概念都進行瞭深入剖析,並配以大量實際應用場景的例子,讓我能夠更好地理解如何在多綫程環境中安全、高效地編寫代碼。讀完這一部分,我感覺自己對並行編程的理解上升瞭一個新的颱階,也更有信心去解決一些復雜的並發問題。這本書的價值,遠不止於一個簡單的API查詢工具,它真正幫助我建立起瞭一個完整的C++標準庫知識體係。

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memory_order_release、memory_order_acq_rel和memory_order_seq_cst:存儲操作對影響的內存位置執行一個釋放操作。

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很好!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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好東西大傢分享的

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而《C++ Primer》比較注重與C++的使用技巧。

評分

看發明人寫的教程未必能學的更快,但也許能懂的更深。

評分

質量不錯,紙張略有點薄,不影響閱讀,這本書比較適閤寫過一段時間C++程序的人讀,最起碼要先看過C++primer後再讀這本比較好。

評分

這本書講的比較全麵,想學的值得入手

評分

書不錯,進一步加強基礎知識。奮鬥奮鬥,老程序園必須加強學習。

評分

書本好好哦,作為一個程序員應該不斷學習?。。

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