優化 C++：提高程式效能的有效技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• C++
• 性能優化
• 代碼質量
• 高效編程
• 程序效率
• 內存管理
• 算法優化
• 編譯器
• 調試
• 性能分析
• 現代C++

"充滿強效建議的寶典-閤乎時宜、蒐羅廣泛且切中要點。它是您瞭解C++新麵貌的可靠參考資料。"
　　-Jerry Tan, 美國證券集中保管結算公司資深軟體工程師

　　處於現今快速變遷與高度競爭的環境中，一套程式的效能，與其所能提供的功能一樣重要。這本實務指引可讓開發者瞭解效能校調的原理，並將其運用在C++的優化工作上。您將會學到如何讓已實踐C++最佳實作的程式跑得更快，並在智能手錶、手機、工作站、超級電腦甚至是世界各地伺服器網路中的電腦上執行時，能進一步減少計算資源的耗用。

　　作者Kurt Guntheroth提供瞭許多範例，示範如何逐步地運用這些原理，提升現有程式碼的品質，並在迴應性與産能方麵，滿足客戶的需求。當您聽到同事們發齣從未聽過贊嘆聲，”哇！跑得好快，是誰改瞭什麼嗎？”時，就是本書中的建議發揮功效的證明。

　　‧使用軟體計時器與紀錄器(profiler)找齣影響效能的關鍵區域
　　‧學習如何執行可重覆的實驗以量測程式碼變動後的效能
　　‧優化動態配置變數的使用
　　‧提高常用迴圈與函式的效能
　　‧加速字串處理函式
　　‧認識高效率的演算法與優化模式
　　‧瞭解C++容器類彆的優缺點
　　‧以優化者的角度來檢視排序與搜尋
　　‧以有效率的方式操作C++串流I/O函式
　　‧有效使用C++中執行緒型的併行(concurrency)功能

好的，這是一本名為《數據結構與算法精通指南》的圖書簡介，內容與您提到的《優化 C++：提高程式效能的有效技術》無關，並且力求詳盡、自然： --- 《數據結構與算法精通指南》圖書簡介 導言：構建高效能軟件的基石 在當今這個信息爆炸的時代，軟件的復雜性和對性能的要求達到瞭前所未有的高度。無論是處理海量用戶請求的互聯網服務，還是進行復雜模擬和科學計算的桌麵應用，其核心效率都深深植根於底層的數據組織方式和解決問題的策略。本書《數據結構與算法精通指南》旨在為讀者提供一套堅實而全麵的理論與實踐框架，深入剖析數據結構的設計原理和算法的實現技巧，從而幫助開發者從根本上提升代碼的效率和質量。 本書不僅僅是對經典教科書內容的重復羅列，它更側重於將抽象的理論概念與現代軟件工程中的實際應用場景緊密結閤，強調在麵對具體問題時，如何選擇“恰當的”數據結構和設計“最優的”算法。我們相信，掌握這些基礎知識，是邁嚮高級軟件工程師乃至架構師的必經之路。 第一部分：基礎篇——數據世界的組織法則 本部分聚焦於數據結構的基礎概念和核心實現，為後續更復雜的算法設計打下堅實的基礎。 第一章：數組與鏈錶的精細解剖 我們將從最基礎的綫性數據結構——數組和鏈錶開始。數組的靜態分配與動態內存管理、內存局部性帶來的性能優勢，以及其在隨機訪問上的高效性將被深入探討。對於鏈錶，我們將細緻分析單嚮、雙嚮以及循環鏈錶的內部機製，重點剖析指針操作的微妙之處，以及它們在插入和刪除操作中的靈活性。特彆地，本章會包含關於緩存一緻性和內存對齊如何影響實際運行速度的案例分析。 第二章：棧、隊列與抽象數據類型（ADT） 棧（LIFO）和隊列（FIFO）作為最常見且應用廣泛的抽象數據類型，其在函數調用棧、錶達式求值、任務調度等領域的應用將被詳細闡述。我們將展示如何使用數組或鏈錶來實現這些ADT，並對比不同底層實現對性能的影響。此外，雙端隊列（Deque）的特性及其在滑動窗口問題中的關鍵作用也將被納入討論。 第三章：樹形結構：分層與搜索的藝術 樹是處理層級關係和實現快速搜索的強大工具。本章將係統介紹二叉樹的基本概念，隨後深入到二叉搜索樹（BST）的構建、遍曆（前序、中序、後序）和維護。本書的重點在於如何通過自平衡機製解決BST的性能退化問題：我們將會花費大量篇幅講解AVL樹和紅黑樹（Red-Black Tree）的鏇轉、插入與刪除操作的精細算法，剖析它們如何在$O(log n)$的時間復雜度內保證搜索效率。 第四章：哈希技術：挑戰平均時間的極限 哈希錶是實現近乎$O(1)$查找的關鍵。本章將深入講解哈希函數的設計原則，避免衝突的藝術，並詳盡比較鏈式地址法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing）的優劣勢。我們將分析裝載因子（Load Factor）對性能的決定性影響，並探討如Cuckoo Hashing等更高級的衝突解決策略。 第五章：堆結構與優先級的管理 堆（Heap）作為一種特殊的樹形數據結構，是實現優先隊列（Priority Queue）的核心。本章將重點講解二叉堆（Binary Heap）的構建、上濾（Sift-Up）和下濾（Sift-Down）操作的算法細節。此外，我們還將引入斐波那契堆（Fibonacci Heap）的理論概念，並分析它在某些圖算法（如Dijkstra算法的優化版本）中展現齣的漸進優勢。 第二部分：算法篇——解決問題的策略與效率分析 本部分將視角從數據組織轉嚮操作流程，專注於算法的設計範式、效率分析以及解決復雜問題的核心技術。 第六章：算法效率的量化：漸進分析與復雜度 本章是理解算法性能的理論基石。我們將嚴謹地定義大 O 符號（Big $O$）、$Omega$ 和 $Theta$ 符號，並教授如何準確地分析時間復雜度和空間復雜度。本章強調的不僅是計算漸進復雜度，更是理解常數因子和實際硬件環境對性能的真實影響。 第七章：排序算法的性能畫像 排序是算法的試金石。我們將涵蓋經典排序算法如冒泡排序、插入排序和選擇排序，並著重分析它們在小規模數據或特定分布數據上的適用性。核心內容將集中在快速排序（Quick Sort）的樞軸選擇策略、歸並排序（Merge Sort）的穩定性，以及堆排序（Heap Sort）的就地（in-place）特性。對於需要綫性時間復雜度的場景，我們將講解計數排序、桶排序和基數排序的原理和局限性。 第八章：遞歸、分治與迴溯法 遞歸是強大但需謹慎使用的工具。本章將通過主定理（Master Theorem）來分析遞歸算法的復雜度。分治策略將通過著名的排序和搜索問題進行闡述。隨後，我們將深入迴溯法（Backtracking），應用於解決如八皇後問題、數獨求解等組閤優化問題，重點在於剪枝（Pruning）技巧的運用以提高效率。 第九章：動態規劃：化繁為簡的藝術 動態規劃（DP）是解決具有重疊子問題和最優子結構問題的利器。本章將係統講解DP的備忘錄（Memoization）和自底嚮上（Tabulation）兩種實現方式。我們將以最長公共子序列、背包問題（0/1和完全背包）、矩陣鏈乘法等經典案例，手把手地指導讀者如何識彆DP結構，並構建狀態轉移方程。 第十章：圖論基礎與遍曆算法 圖結構是描述復雜關係網絡的標準模型。本章首先定義圖的錶示方法（鄰接矩陣與鄰接錶）並對比它們的性能權衡。隨後，我們將詳細解析深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS），並展示它們在連通性判斷和拓撲排序中的應用。 第十一章：最短路徑與最小生成樹 這是圖算法的高級應用部分。我們將深入講解Dijkstra 算法在非負權重圖中的應用，並剖析Bellman-Ford 算法如何處理負權邊和負環檢測。對於最小生成樹，Prim 算法和Kruskal 算法的貪心策略及其在不同圖結構下的性能差異將被清晰對比。 第三部分：高級主題與現代應用 本部分將視野拓寬至更前沿或更專業的領域，展示如何將數據結構和算法應用於解決實際的工程挑戰。 第十二章：高級搜索：A與B樹傢族 除瞭基礎的二分查找，本章將介紹A搜索算法，重點在於啓發式函數（Heuristic Function）的設計，這在路徑規劃和遊戲AI中至關重要。隨後，我們將轉嚮外部存儲中的數據結構，詳述B樹及其變種（如B+樹）如何優化磁盤I/O，是理解數據庫索引機製的核心。 第十三章：字符串匹配與模式搜索 本章專注於高效的字符串處理技術。我們將從樸素算法開始，逐步過渡到更高效的算法，如KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，深入理解其前綴函數（LPS數組）的構建過程，以避免不必要的字符迴溯。同時，也會涉及Rabin-Karp 算法的滾動哈希思想。 第十四章：並發環境下的數據結構挑戰 在多綫程和多核處理器成為標配的今天，同步訪問數據結構是性能瓶頸的常見來源。本章將探討無鎖（Lock-Free）和等待最小化（Wait-Free）的數據結構設計，例如如何安全地實現並發棧和並發隊列，以及內存屏障在確保並發正確性中的作用。 結語：持續優化的心態 本書的最終目標是培養讀者一種“性能敏感”的思維模式。掌握瞭這些工具和技術後，開發者在麵對任何新問題時，都能迅速評估不同解決方案的復雜度，並根據實際約束（如內存限製、I/O瓶頸、並行需求）做齣最優的技術選型。算法與數據結構的知識並非一勞永逸，而是需要不斷實踐、反思和迭代的，願本書成為讀者精進之路上的可靠夥伴。 ---

作者簡介

Kurt Guntheroth

　　Kurt Guntheroth 從事軟體開發工作已超過35年，花在編寫擔負重任之C++程式上的時間約有25年左右。他具有Windows、Linux與嵌入式裝置的開發經驗。Kurt目前居住於美國華盛頓州西雅圖市。

第一章 優化概觀
第二章 影響電腦行為的優化
第三章 效能量測
第四章 字串操作優化：案例探討
第五章 優化演算法
第六章 動態配置變數優化
第七章 熱門敘述優化
第八章 使用更好的函式庫
第九章 搜尋與排序優化
第十章 資料結構優化
第十一章 I/O 優化
第十二章 併行優化
第十三章 記憶體管理優化

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這本書的標題《優化 C++：提高程式效能的有效技術》，聽起來就讓我躍躍欲試！在颱灣，無論是遊戲開發、嵌入式係統，還是高效能運算領域，C++ 的應用都非常廣泛，而效能永遠是我們追求的目標。有時候，一個小小的程式碼優化，就能在整體錶現上帶來驚人的差異。 我之前在學 C++ 時，雖然學會瞭語法和一些基本概念，但對於如何將這些知識轉化為高效能的程式碼，總覺得有些力不從心。很多時候，我也隻能憑感覺去寫，然後再用 Profiler 去找齣瓶頸，但這往往是事倍功半。 所以，我非常期待這本書能夠提供一個更係統、更有結構性的學習途徑，帶領我深入理解 C++ 的底層運作原理，以及如何在不同的情境下進行有效的優化。我希望能從書中學到各種針對性的優化技巧，例如如何精準地控製記憶體配置、如何利用編譯器的優化選項、以及如何設計更有效率的演算法和資料結構。 我相信，透過這本書的指引，我能夠更自信、更精準地寫齣高效能的 C++ 程式碼，為我的專案帶來更齣色的錶現。光是想到能夠寫齣比別人更快的程式，就覺得很興奮！

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書的標題聽起來就超厲害！「優化 C++：提高程式效能的有效技術」！身為一個經常跟 C++ 打交道的程式設計師，我真的對「效能」這兩個字有種莫名的執著。畢竟，寫齣能動的程式隻是第一步，寫齣又快又穩的程式纔是真正的挑戰。而且，C++ 這門語言本身就充滿瞭各種可以挖深度的學問，從底層記憶體管理到高層的演算法優化，感覺有很多眉角是我還沒完全掌握的。 我想這本書應該會像一本武功秘笈一樣，把我平常寫程式時遇到的瓶頸一一破解。尤其是在處理大量資料、需要極緻速度的場景，像是遊戲開發、金融交易係統、或是科學計算等，效能往往是決定成敗的關鍵。我猜作者一定會分享很多實際的案例和經驗，告訴我們如何從源頭就寫齣高效能的程式碼，而不是等到程式寫好瞭纔在那邊東補西補。光是想到這個，我就覺得荷包裡的錢花得很值得！

评分☆☆☆☆☆

一看到「優化 C++」這幾個字，我的眼睛就亮瞭！我身為一個長期在颱灣軟體業打拼的 C++ 工程師，深知程式效能的重要性。尤其是在競爭激烈的市場中，能夠提供更快速、更流暢的使用者體驗，絕對是我們的優勢。 C++ 這門語言的彈性與威力是毋庸置疑的，但相對的，如果不熟悉它的底層機製，很容易寫齣效率低下的程式碼。 我非常期待這本書能夠深入淺齣地介紹各種 C++ 的優化策略，從編譯器的角度、到演算法的選擇、再到資料結構的設計，都希望能涵蓋。我常常在想，同樣的邏輯，為什麼有些程式跑起來就是比別人快上幾倍？我想，這本書很可能就能解答我的疑惑，並且提供我一套係統性的優化思維。 我尤其希望能學到一些能夠大幅度提升效能的「技巧」，像是如何有效利用 CPU 的快取、如何減少分支預測的錯誤、以及如何進行精準的記憶體管理。如果書中能有豐富的程式碼範例，並且解釋為什麼這樣寫可以提升效能，那就更好瞭。我希望讀完這本書，能夠讓我寫齣來的 C++ 程式碼，在效能錶現上，能夠達到一個全新的境界，讓我在專案中更有自信！

评分☆☆☆☆☆

這本《優化 C++：提高程式效能的有效技術》的書名，我一看就覺得是為我這種「追求極緻」的開發者量身打造的。在颱灣，很多公司對程式的反應速度和資源利用率的要求都非常高，所以 C++ 的優化絕對是不可或缺的技能。我之前有讀過一些跟 C++ 效能相關的文章，但總是覺得零散，缺乏一個係統性的架構。 我期待這本書能提供一個非常紮實的理論基礎，並且帶領我們深入探討 C++ 語言本身的設計哲學，以及它在不同平颱和架構下的行為差異。像是 cache miss、branch prediction、vectorization 這些聽起來就很專業的東西，我希望能在這本書裡得到清晰的解釋，並學到實際應用它們的方法。 我對書中提到的「有效技術」非常感興趣，這代錶著作者會分享經過實踐驗證、真正有用的技巧，而不是一些紙上談兵的概念。希望它能幫助我把程式碼的執行效率提升到一個新的層次，讓我的程式跑起來像「飛」一樣快，同時也能更精準地控製記憶體的使用，避免不必要的浪費。

评分☆☆☆☆☆

「優化 C++：提高程式效能的有效技術」，這書名一齣來，我就覺得是我的「菜」！在颱灣做軟體開發，效能真的是一個繞不過去的坎。特別是 C++，雖然功能強大，但同時也意味著很多細節需要我們去掌握，纔能寫齣真正高效的程式。我常常覺得，自己在寫 C++ 時，雖然程式能跑，但總覺得還有很大的進步空間，特別是在處理複雜的演算法或是即時性要求很高的應用時。 我對於書中提到的「有效技術」非常好奇。我希望能從這本書中學到一些能夠立竿見影的優化方法，而不是一些聽起來很厲害但卻難以實際應用的理論。像是如何更好地利用 CPU 的指令集，如何減少不必要的記憶體拷貝，如何設計齣更適閤特定場景的資料結構等等。 我希望這本書能夠像一位經驗豐富的導師，帶領我一步一步地揭開 C++ 效能優化的奧秘。如果書中能包含實際的效能分析案例，並且針對不同的程式碼片段提齣優化建議，那就太棒瞭！我希望能透過這本書，將我對 C++ 的理解提升到一個新的層次，並且能夠在實際開發中，將這些優化技術應用自如，寫齣讓自己滿意的、效能卓越的 C++ 程式碼。