C++程式設計與運算思維實務：輕鬆掌握物件導嚮設計技巧的16堂課 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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C++語言融閤瞭傳統的程序式語言、物件導嚮設計以及C++樣版三種不同程式設計方式，使它成為相當受重視且普及的程式語言。

　　物件導嚮設計能讓程式碼較容易擴充、修改及維護，本書中所有的C++程式是以免費的Dev C++來編譯與執行。全書四大主軸如下：

　　1.基礎語法
　　先簡單說明如何進行C++程式撰寫、編譯、執行與除錯，接著再導入變數與常數與各種資料型態的介紹，並瞭解各種運算子及流程控製指令。

　　2.進階語法
　　包括陣列與字串的宣告與綜閤運用，再介紹指標與位址的觀念與實作，並示範如何自訂函數、參數傳遞與函數進階應用，最後則提到前置處理指令與巨集及自訂資料型態。

　　3.物件導嚮
　　以生活化的案例，切入物件導嚮程式設計基礎常識，有瞭這些入門能力後，再完整呈現物件導嚮程式設計的精華。

　　4.其他議題
　　介紹資料流及檔案的入門觀念，並探討各種檔案類型的操作技巧與管理，除瞭說明例外處理的錯誤控製機製外，也會介紹C++樣版的程式設計方式。

　　【本書實務經驗分享】
　　‧大量程式範例，正確無誤執行
　　‧「上機程式測驗」，強化撰寫與除錯能力
　　‧精心設計習題，驗收教學成果
　　‧是C++程式設計教材最佳首選
 

程式設計的新紀元：洞察高效能演算法與架構的實戰指南 本書旨在為渴望深入理解現代程式設計範式的專業人士和進階學習者提供一個紮實的理論基礎和豐富的實戰經驗。我們聚焦於當前業界對高效能、高可靠性軟件係統的核心需求，探討如何從根本上優化程式的結構與執行效率，而非僅僅停留在語法的層麵。 本書將帶領讀者穿越程式設計哲學與硬體架構的交匯點，剖析影響最終産品性能的關鍵瓶頸。內容涵蓋瞭從底層的記憶體管理到高層的係統架構設計，旨在構建起一套全麵的、以結果為導嚮的工程思維體係。 第一部分：深入底層的性能優化與係統理解 在軟件開發的世界中，代碼的“運行”與“高效運行”之間存在著巨大的鴻溝。本部分緻力於揭示這一鴻溝背後的技術原理，確保讀者能夠寫齣既美觀又疾速的代碼。 1. 現代CPU架構與指令集優化 我們首先解析當代微處理器的運作機製，包括流水綫（Pipelining）、分支預測（Branch Prediction）和亂序執行（Out-of-Order Execution）等核心概念。理解這些機製是編寫能夠充分利用硬體特性的代碼的前提。 快取記憶體層級與局部性原理（Locality of Reference）： 詳細探討L1、L2、L3快取的結構、命中率的計算方式，以及如何通過資料布局和存取模式設計（空間局部性和時間局部性）來最大化快取效益，減少慢速主存的訪問次數。 嚮量化與SIMD指令集： 介紹如何利用單指令多數據（SIMD）技術，如SSE、AVX等指令集，對大量同類型數據進行並行處理，實現數倍於傳統循環的計算速度提升。我們將通過實際案例展示如何調整數據結構以匹配這些嚮量操作的需求。 2. 記憶體管理的高階策略 忘記傳統的“垃圾迴收”觀念，我們進入現代係統中對記憶體生命周期更精細的控製領域。 虛擬記憶體與頁麵置換機製： 深入講解操作係統如何映射虛擬地址到物理地址，以及頁錶（Page Table）的結構。理解TLB（轉譯後備緩衝區）的工作原理，對於診斷與避免缺頁中斷（Page Faults）至關重要。 堆棧（Stack）與堆（Heap）的內部運作： 對比不同配置下動態配置器的性能錶現，分析內存碎片化（Fragmentation）的成因及其緩解策略，特彆是針對高並發場景下的無鎖（Lock-Free）或低鎖分配器設計思想。 3. 編譯器的魔法：從源代碼到機器碼 理解編譯器如何將高階語言轉化為高效的機器指令，是實現極緻性能的關鍵。 中間錶示（IR）與優化階段： 剖析如LLVM或GCC等主流編譯器在不同優化級彆（如-O2, -O3, -Os）下執行的主要優化流程，包括循環展開（Loop Unrolling）、常數摺疊（Constant Folding）、死代碼消除（Dead Code Elimination）等。 內聯（Inlining）的藝術與陷阱： 探討函數內聯對性能的積極作用，同時也分析過度內聯可能導緻的二進製膨脹（Code Bloat）問題，以及編譯器如何平衡這些因素。 第二部分：現代係統架構與並發編程的挑戰 構建大型、可擴展的軟件係統，需要超越單一程序優化的範疇，轉嚮對整體架構和並行處理的精湛掌握。 4. 並發模型與同步原語的深入剖析 綫程與進程是現代應用的基礎，但正確地駕馭它們是最大的挑戰之一。 互斥鎖的替代方案： 詳細分析傳統互斥鎖（Mutex）的開銷和潛在的死鎖風險。重點介紹原子操作（Atomic Operations）、讀寫鎖（RWLock）的內部實現，以及更復雜的同步結構，如屏障（Barriers）和信號量（Semaphores）。 無鎖數據結構設計（Lock-Free Data Structures）： 探討如何使用Compare-and-Swap (CAS) 等底層原子指令來構建高效、無阻塞的數據結構（如隊列、堆棧）。分析ABA問題的齣現場景與規避方法。 5. 分布式係統的基礎理論與實踐 隨著服務趨於微服務化，理解分布式環境下的數據一緻性成為核心能力。 CAP理論與一緻性模型： 不僅僅是提及CAP理論，我們將深入探討“一緻性”（Consistency）、“可用性”（Availability）和“分區容錯性”（Partition Tolerance）在實際係統設計中的權衡。解析強一緻性、會話一緻性（Session Consistency）與最終一緻性（Eventual Consistency）的具體實現機製。 共識演算法的實現精髓： 詳盡解析Raft或Paxos等共識演算法的運作流程，重點關注日誌復製（Log Replication）、領導者選舉（Leader Election）以及成員變更的復雜性，這是構建可靠狀態存儲的基礎。 6. 性能度量、調試與可觀測性 “你無法優化你不能度量的東西。” 本部分強調科學的性能分析方法。 火焰圖（Flame Graphs）的解讀與應用： 學習使用采樣式性能分析工具（如perf, DTrace, VTune）來生成火焰圖，並精確定位CPU熱點和係統調用瓶頸。 延遲的來源分析： 將係統延遲分解為排隊時間、鎖定時間、計算時間與I/O時間，並針對性地提齣優化建議，特彆是針對網絡延遲和磁盤I/O的優化策略。 本書旨在培養的是一種係統性的、自底嚮上的工程能力，使讀者能夠自信地解決最棘手的性能難題，並構建齣麵嚮未來擴展需求的健壯軟件架構。

CHAPTER 01 程式設計與 C++
1-1 C++ 的由來
1-2 程式設計的第一堂課 - 認識運算思維
1-3 我的第一個 C++ 程式
1-4 程式架構簡介
1-5 上機程式測驗

CHAPTER 02 變數、常數與資料型態
2-1 變數簡介
2-2 常數
2-3 基本資料型態
2-4 上機程式測驗

CHAPTER 03 運算式與運算子
3-1 運算式錶示法
3-2 認識運算子
3-3 認識資料型態轉換
3-4 上機程式測驗

CHAPTER 04 流程控製結構
4-1 循序指令結構
4-2 選擇指令結構
4-3 重復結構
4-4 迴圈控製指令
4-5 上機程式測驗

CHAPTER 05 陣列與字串
5-1 陣列簡介
5-2 字串簡介
5-3 String 類彆
5-4 上機程式測驗

CHAPTER 06 指標與位址
6-1 認識位址
6-2 指標與陣列
6-3 動態配置功能
6-4 參考型態簡介
6-5 上機程式測驗

CHAPTER 07 函數入門
7-1 函數功能簡介
7-2 認識參數傳遞
7-3 上機程式測驗

CHAPTER 08 函數的進階應用
8-1 函數指標簡介
8-2 命令列引數
8-3 變數種類
8-4 變數等級說明
8-5 特殊函數功能
8-6 上機程式測驗

CHAPTER 09 前置處理指令與巨集
9-1 前置處理指令
9-2 #define 指令
9-3 條件編譯指令
9-4 上機程式測驗

CHAPTER 10 認識自訂資料型態
10-1 結構
10-2 結構與陣列
10-3 巢狀結構
10-4 函數與結構
10-5 其他自訂資料型態
10-6 上機程式測驗

CHAPTER 11 物件導嚮程式設計入門
11-1 類彆的基本觀念
11-2 建構子與解構子
11-3 上機程式測驗

CHAPTER 12 類彆的進階應用
12-1 物件陣列與朋友關係
12-2 this 指標與靜態資料成員
12-3 函數與物件傳遞
12-4 上機程式測驗

CHAPTER 13 運算子多載
13-1 運算子多載簡介
13-2 特殊運算子多載介紹
13-3 型態轉換運算子多載
13-4 上機程式測驗

CHAPTER 14 繼承與多形
14-1 繼承關係
14-2 衍生類彆的建構子與解構子
14-3 多形與虛擬函數
14-4 上機程式測驗

CHAPTER 15 C++ 檔案入門與基本處理
15-1 資料流的觀念
15-2 檔案簡介
15-3 檔案的輸齣入管理
15-4 文字檔操作技巧
15-5 二進位檔操作技巧
15-6 上機程式測驗

CHAPTER 16 例外處理與樣版
16-1 例外功能的基本認識
16-2 認識樣版功能
16-3 類彆樣版
16-4 上機程式測驗

APPENDIX A C++ 的常用函數庫
A-1 字元處理函數
A-2 字串處理函數
A-3 型態轉換函數
A-4 時間及日期函數
A-5 數學函數
A-6 亂數函數

APPENDIX B 格式化輸齣入資料
B-1 插入運算子 <<
B-2 常用輸齣函數
B-3 擷取運算子 >>
B-4 常用輸入函數
B-5 錯誤狀態位元

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這本書的排版方式真的太友善瞭！我以前看過的 C++ 教科書，很多都會把代碼塊和文字敘述擠在一起，讓人看瞭眼花繚亂，重點很難抓。但這本不一樣，它把代碼用一種很醒目的顔色框起來，而且縮進和字體都處理得恰到好處，再加上旁邊清晰的注釋，我真的能很輕鬆地理解每一行代碼的作用。甚至連一些比較復雜的概念，通過圖示和流程圖的輔助，也變得豁然開朗。作者的用心之處體現在每一個細節裏，比如每章結束後的“小測驗”或者“思考題”，都很有針對性，能幫助我鞏固剛剛學到的知識，而不是像有些書那樣，學完一段就扔給你一大堆難題，讓人無從下手。

评分☆☆☆☆☆

這本書最讓我印象深刻的一點是，它不僅僅是教我“怎麼寫 C++”，更重要的是教我“怎麼思考 C++”。作者在講解過程中，會不斷地引導我思考程式設計的本質，比如如何讓程式碼更易於維護、如何提高程式的效率、如何設計齣可復用的組件等等。這些關於“運算思維”的內容，對於我來說是非常寶貴的財富。我以前寫程式，可能隻關注能不能跑通，但看瞭這本書之後，我開始會去思考程式的結構、設計的優劣，並且嘗試用更優化的方式來解決問題。這種從“寫程式”到“設計程式”的轉變，我覺得是這本書最大的價值所在。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得 C++ 的學習麯綫很陡峭，尤其是物件導嚮的部分，光是理解類、對象、繼承、多態這些概念就花瞭很長時間。這本書最讓我驚喜的地方，就是它把這些抽象的概念具象化瞭。作者用瞭很多生活中的例子來類比，比如把“類”比作“設計圖”，把“對象”比作“實際建造齣來的房子”，這種方式真的太直觀瞭。而且，它沒有一開始就堆砌晦澀的理論，而是循序漸進，先從最基礎的語法講起，然後慢慢過渡到更復雜的物件導嚮設計模式。我感覺自己不是在死記硬背，而是真正理解瞭“為什麼”要這樣做，這對於建立紮實的程式設計思維非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有質感，那種沉穩的藍配上清晰的字體，一看就覺得是本正經的專業書籍，完全沒有那種廉價感。我當初會注意到它，很大一部分原因也是因為這個封麵，它傳遞齣一種“值得信賴”的感覺。拿到手上，紙質也比我想象的好，摸起來滑滑的，翻頁的時候也不會有刺耳的摩擦聲，這一點對於一個需要長時間閱讀的讀者來說，真的很重要。而且，它的大小也適中，不會太大到不方便攜帶，也不會太小導緻字跡不清。整體來說，這本書在包裝和視覺呈現上就給瞭我一個很好的第一印象，讓我對接下來的內容充滿期待，覺得這筆投資很值。

评分☆☆☆☆☆

我嘗試過市麵上好幾本 C++ 的入門書，但總覺得它們要麼太理論化，要麼太枯燥，讀起來像在啃一本字典。這本書的語言風格真的讓我耳目一新！作者用一種很輕鬆、很口語化的方式來講解，就像是一位經驗豐富的工程師在旁邊手把手教你一樣，完全沒有那種高高在上的感覺。很多時候，我會覺得作者好像知道我在想什麼，提前就把我可能遇到的睏惑給解決瞭。而且，它不是那種隻講理論的書，裏麵有很多實用的範例代碼，我可以直接復製粘貼，然後進行修改和實驗，這種動手實踐的機會，對於我這種需要邊學邊練的人來說，簡直是福音。