C++高級編程（第2版）

《C++高級編程（第2版）》是2013年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：C++高級編程（第2版）
• ISBN：9787302298977
• 定價：108元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2013-12-23
• 裝幀：平裝

圖書簡介

C++是當今最流行的高級程式設計語言之一，常用於編寫性能卓越的企業級面向對象程式，如遊戲或大型商業軟體。但一個無法規避的事實是：C++語法紛繁複雜，學習難度較大。如何才能化繁為簡，全面系統地快速掌握C++知識呢？ C++高級編程(第2版) 將為您提供完美答案。這本權威書籍在大量實例的引導下，解密C++中鮮為人知的特性，揭示最新版本C++11帶來的顯著變化，並探討有助於提高代碼質量和編程效率的編程方法、可重用設計模式和良好編程風格。

目錄

第Ⅰ部分專業的C++簡介

第1章C++速成 3

1.1C++基礎知識 3

1.1.1小程式的“helloworld” 3

1.1.2名稱空間 6

1.1.3變數 8

1.1.4運算符 9

1.1.5類型 12

1.1.6條件 14

1.1.7循環 16

1.1.8數組 18

1.1.9函式 19

1.2深入研究C++ 21

1.2.1指針以及動態記憶體 21

1.2.2C++中的字元串 24

1.2.3引用 25

1.2.4異常 26

1.2.5const的多種用法 27

1.3作為面向對象語言的C++ 28

1.4標準庫 30

1.5第一個有用的C++程式 31

1.5.1雇員記錄系統 31

1.5.2Employee類 32

1.5.3Database類 35

1.5.4用戶界面 38

1.5.5評估程式 40

1.6本章小結 41

第2章設計專業的C++程式 43

2.1程式設計概述 43

2.2程式設計的重要性 44

2.3C++設計的特點 46

2.4C++設計的兩個原則 47

2.4.1抽象 47

2.4.2重用 48

2.5重用代碼 49

2.5.1關於術語的說明 50

2.5.2決定是否重用代碼 50

2.5.3重用代碼的策略 52

2.5.4綁定第三方應用程式 56

2.5.5開放原始碼庫 56

2.5.6C++標準庫 57

2.6設計模式以及技巧 58

2.7設計一個西洋棋程式 58

2.7.1需求 58

2.7.2設計步驟 59

2.8本章小結 63

第3章面向對象設計 65

3.1過程化的思考方式 65

3.2面向對象思想 66

3.2.1類 66

3.2.2組件 66

3.2.3屬性 67

3.2.4行為 67

3.2.5綜合考慮 67

3.3生活在對象世界裡 68

3.3.1過度使用對象 69

3.3.2過於通用的對象 69

3.4對象之間的關係 70

3.4.1“有一個”關係 70

3.4.2“是一個”關係(繼承) 71

3.4.3“有一個”與“是一個”

的區別 73

3.4.4Not-a關係 75

3.4.5層次結構 76

3.4.6多重繼承 77

3.4.7混入類 78

3.5抽象 78

3.5.1接口與實現 78

3.5.2決定公開的接口 78

3.5.3設計成功的抽象 80

3.6本章小結 81

第4章設計可重用代碼 83

4.1重用哲學 83

4.2如何設計可重用的代碼 84

4.2.1使用抽象 84

4.2.2構建理想的重用代碼 85

4.2.3設計有用的接口 89

4.2.4協調通用性以及使用性 92

4.3本章小結 93

第5章編碼風格 95

5.1良好外觀的重要性 95

5.1.1事先考慮 95

5.1.2良好風格的元素 96

5.2為代碼編寫文檔 96

5.2.1使用注釋的原因 96

5.2.2注釋的風格 99

5.2.3本書的注釋 103

5.3分解 103

5.3.1通過重構分解 104

5.3.2通過設計分解 104

5.3.3本書中的分解 104

5.4命名 104

5.4.1選擇一個恰當的名稱 105

5.4.2命名約定 105

5.5使用具有風格的語言特性 107

5.5.1使用常量 108

5.5.2使用引用代替指針 108

5.5.3使用自定義異常 108

5.6格式 109

5.6.1關於大括弧對齊的爭論 109

5.6.2關於空格以及圓括弧的爭論 110

5.6.3空格以及制表符 110

5.7風格的挑戰 110

5.8本章小結 111

第Ⅱ部分專業的C++編碼方法

第6章熟悉類和對象 115

6.1電子表格示例介紹 115

6.2編寫類 116

6.2.1類定義 116

6.2.2定義方法 118

6.2.3使用對象 122

6.3對象的生命周期 123

6.3.1創建對象 124

6.3.2銷毀對象 139

6.3.3對象賦值 140

6.3.4複製以及賦值的區別 142

6.4本章小結 144

第7章掌握類與對象 145

7.1對象的動態記憶體分配 145

7.1.1Spreadsheet類 146

7.1.2使用析構函式釋放記憶體 147

7.1.3處理複製以及賦值 148

7.2定義數據成員的類型 155

7.2.1靜態數據成員 155

7.2.2常量數據成員 157

7.2.3引用數據成員 158

7.2.4常量引用數據成員 159

7.3與方法有關的更多內容 159

7.3.1靜態方法 159

7.3.2const方法 160

7.3.3方法重載 162

7.3.4默認參數 163

7.3.5內聯方法 164

7.4嵌套類 165

7.5類內的枚舉類型 167

7.6友元 168

7.7運算符重載 169

7.7.1示例：為SpreadsheetCell

實現加法 169

7.7.2重載算術運算符 174

7.7.3重載比較運算符 176

7.7.4創建具有運算符重載的類型 177

7.8創建穩定的接口 178

7.9本章小結 181

第8章揭秘繼承技術 183

8.1使用繼承構建類 183

8.1.1擴展類 184

8.1.2重寫方法 187

8.2使用繼承重用代碼 190

8.2.1WeatherPrediction類 190

8.2.2在子類中添加功能 191

8.2.3在子類中替換功能 192

8.3利用父類 193

8.3.1父類構造函式 193

8.3.2父類的析構函式 195

8.3.3使用父類方法 196

8.3.4向上轉型以及向下轉型 198

8.4繼承與多態性 200

8.4.1回到電子表格 200

8.4.2設計多態性的電子表格

單元格 200

8.4.3電子表格單元格的基類 201

8.4.4獨立的子類 203

8.4.5利用多態性 205

8.4.6考慮將來 206

8.5多重繼承 207

8.5.1從多個類繼承 207

8.5.2名稱衝突以及歧義基類 208

8.6有趣而晦澀的繼承問題 211

8.6.1修改重寫方法的特徵 211

8.6.2繼承構造函式(僅限C++11) 215

8.6.3重寫方法時的特殊情況 218

8.6.4子類中的複製構造函式以及

賦值運算符 224

8.6.5virtual的真相 225

8.6.6運行時類型工具 228

8.6.7非public繼承 229

8.6.8虛基類 230

8.7本章小結 231

第9章理解靈活而奇特的C++ 233

9.1引用 233

9.1.1引用變數 234

9.1.2引用數據成員 236

9.1.3引用參數 236

9.1.4引用作為返回值 238

9.1.5使用引用還是指針 238

9.1.6右值引用(僅限C++11) 241

9.2關鍵字的疑問 246

9.2.1const關鍵字 246

9.2.2static關鍵字 250

9.2.3非局部變數的初始化順序 254

9.3類型以及類型轉換 254

9.3.1typedef 254

9.3.2函式指針typedef 255

9.3.3類型別名(僅限C++11) 256

9.3.4類型轉換 257

9.4作用域解析 261

9.5C++11 262

9.5.1統一初始化 262

9.5.2可選函式語法 264

9.5.3空指針文本 265

9.5.4尖括弧 265

9.5.5初始化列表 266

9.5.6顯式轉換運算符 266

9.5.7特性 267

9.5.8用戶定義的字面量 268

9.6頭檔案 270

9.7C的實用工具 271

9.7.1變長參數列表 271

9.7.2預處理器宏 273

9.8本章小結 274

第10章錯誤處理 275

10.1錯誤與異常 275

10.1.1異常的含義 276

10.1.2C++中異常的優點 276

10.1.3C++中異常的缺點 277

10.1.4我們的建議 277

10.2異常機制 277

10.2.1拋出並捕獲異常 278

10.2.2異常類型 281

10.2.3拋出並捕獲多個異常 283

10.2.4未捕獲的異常 285

10.2.5拋出列表 287

10.3異常與多態性 291

10.3.1標準異常體系 291

10.3.2在類層次結構中捕獲異常 293

10.3.3編寫自己的異常類 294

10.3.4嵌套異常(僅限C++11) 297

10.4堆疊的釋放與清理 299

10.4.1使用智慧型指針 300

10.4.2捕獲、清理並重新拋出 301

10.5常見的錯誤處理問題 301

10.5.1記憶體分配錯誤 301

10.5.2構造函式中的錯誤 304

10.5.3構造函式的

function-try-blocks 306

10.5.4析構函式中的錯誤 308

10.6綜合套用 308

10.7本章小結 312

第11章深入探討標準庫 313

11.1編碼原則 314

11.1.1使用模板 314

11.1.2使用運算符重載 317

11.2C++標準庫概述 317

11.2.1字元串 317

11.2.2I/O流 318

11.2.3本地化 318

11.2.4智慧型指針 318

11.2.5異常 318

11.2.6數學工具 319

11.2.7時間工具(僅限C++11) 319

11.2.8隨機數(僅限C++11) 319

11.2.9編譯時有理數運算(僅限C++11) 319

11.2.10元組(僅限C++11) 319

11.2.11正則表達式(僅限C++11) 320

11.2.12標準模板庫 320

11.2.13STL算法 326

11.2.14STL中還缺什麼 333

11.3本章小結 333

第12章理解容器與疊代器 335

12.1容器概述 335

12.1.1元素的需求 336

12.1.2異常和錯誤檢查 338

12.1.3疊代器 338

12.1.4C++11的變化 340

12.2順序容器 342

12.3容器適配器 366

12.3.1queue 366

12.3.2priority_queue 369

12.3.3stack 372

12.4關聯容器 373

12.4.1pair工具類 373

12.5無序關聯容器/哈希表(僅限C++11) 387

12.6其他容器 391

12.6.1標準C風格數組 392

12.6.2string 392

12.6.3流 393

12.6.4bitset 393

12.7本章小結 397

第13章掌握STL算法 399

13.1算法概述 399

13.1.1find和find_if算法 400

13.1.2accumulate算法 402

13.1.3在算法中使用C++11的移動語義 404

13.2lambda表達式(僅限C++11) 404

13.2.1語法 404

13.2.2捕捉塊 406

13.2.3將lambda表達式用作返回值 406

13.2.4將lambda表達式用作參數 407

13.2.5示例 408

13.3函式對象 410

13.3.1算術函式對象 410

13.3.2比較函式對象 411

13.3.3邏輯函式對象 412

13.3.4按位函式對象(僅限C++11) 412

13.3.5函式對象適配器 413

13.3.6編寫自己的函式對象 419

13.4算法詳解 420

13.4.1工具算法 421

13.4.2非修改算法 422

13.4.3修改算法 428

13.4.4排序算法 436

13.4.5集合算法 438

13.5算法示例：審核選民登記 440

13.5.1選民登記審核問題描述 440

13.5.2auditVoterRolls函式 440

13.5.3getDuplicates函式 441

13.5.4測試auditVoterRolls函式 443

13.6本章小結 443

第14章使用字元串與正則表達式 445

14.1動態字元串 445

14.1.1C風格字元串 446

14.1.2字元串字面量 447

14.1.3C++string類 448

14.1.4原始字元串字面量(僅限C++11) 451

14.2本地化 452

14.2.1本地化字元串字面量 452

14.2.2寬字元 453

14.2.3非西方字元集 453

14.2.4locale和facet 455

14.3正則表達式(僅限C++11) 457

14.3.1ECMAScript語法 458

14.3.2regex庫 463

14.3.3regex_match() 464

14.3.4regex_search() 467

14.3.5regex_iterator 468

14.3.6regex_token_iterator 469

14.3.7regex_replace() 472

14.4本章小結 475

第15章C++I/O揭秘 477

15.1使用流 477

15.1.1流的含義 478

15.1.2流的來源和目標 478

15.1.3流式輸出 479

15.1.4流式輸入 483

15.1.5對象的輸入輸出 489

15.2字元串流 491

15.3檔案流 492

15.3.1通過seek()和tell()在檔案中轉移 493

15.3.2將流連線在一起 495

15.4雙向I/O 496

15.5本章小結 497

第16章其他庫工具 499

16.1STD::FUNCTION 499

16.2有理數 501

16.3Chrono庫 503

16.3.1持續時間 503

16.3.2時鐘 507

16.3.3時點 508

16.4生成隨機數 509

16.4.1隨機數引擎 510

16.4.2隨機數引擎適配器 512

16.4.3預定義的引擎和引擎適配器 512

16.4.4生成隨機數 513

16.4.5隨機數分布 514

16.5元組 517

16.6本章小結 520

第17章自定義和擴展STL 521

17.1分配器 521

17.2疊代器適配器 522

17.2.1反向疊代器 522

17.2.2流疊代器 524

17.2.3插入疊代器 524

17.2.4移動疊代器(僅限C++11) 525

17.3擴展STL 527

17.3.1擴展STL的原因 527

17.3.2編寫一個STL算法 527

17.3.3編寫一個STL容器 530

17.4本章小結 564

第Ⅲ部分掌握C++的高級特性

第18章C++運算符重載 567

18.1運算符重載概述 567

18.1.1重載運算符的原因 568

18.1.2運算符重載的限制 568

18.1.3運算符重載的決策 568

18.1.4不要重載的運算符 570

18.1.5可重載運算符小結 571

18.1.6右值引用(僅限C++11) 574

18.2重載算術運算符 574

18.2.1重載一元負號和一元正號 574

18.2.2重載遞增和遞減運算符 575

18.3重載按位運算符和二元邏輯運算符 577

18.4重載插入運算符和提取運算符 577

18.5重載下標運算符 579

18.5.1通過operator[]提供唯讀訪問 582

18.5.2非整數數組索引 583

18.6重載函式調用運算符 583

18.7重載解除引用運算符 585

18.8編寫轉換運算符 588

18.8.1轉換運算符的多義性問題 590

18.8.2用於布爾表達式的轉換 591

18.9重載記憶體分配和釋放運算符 593

18.9.1new和delete的工作原理 593

18.10本章小結 599

第19章利用模板編寫泛型代碼 601

19.1模板概述 602

19.2類模板 602

19.2.1編寫類模板 602

19.2.2編譯器處理模板的原理 610

19.2.3將模板代碼分布在多個檔案中 611

19.2.4模板參數 612

19.2.5方法模板 614

19.2.6模板類特例化 619

19.2.7子類化模板類 622

19.2.8繼承還是特例化 623

19.2.9模板別名(僅限C++11) 623

19.2.10替換函式語法(僅限C++11) 624

19.3函式模板 625

19.3.1函式模板特例化 626

19.3.2函式模板重載 627

19.3.3類模板的friend函式模板 628

19.4本章小結 629

第20章模板的高級特性 631

20.1深入了解模板參數 631

20.1.1深入了解模板類型參數 631

20.1.2模板參數模板介紹 635

20.1.3深入了解非類型模板參數 636

20.2模板類部分特例化 639

20.3通過重載模擬函式部分特例化 643

20.4模板遞歸 645

20.4.1一個N維格線：初次嘗試 645

20.4.2一個真正的N維格線 647

20.5類型推導(僅限C++11) 652

20.5.1auto關鍵字 652

20.5.2decltype關鍵字 653

20.5.3結合模板使用auto和decltype 653

20.6可變參數模板(僅限C++11) 655

20.6.1類型安全的可變長度參數列表 656

20.6.2可變數目的混入類 658

20.7元編程 659

20.7.1編譯時階乘 659

20.7.2循環展開 660

20.7.3列印元組(僅限C++11) 661

20.7.4類型trait(僅限C++11) 663

20.7.5結論 668

20.8本章小結 668

第21章高效的記憶體管理 669

21.1使用動態記憶體 669

21.1.1如何描繪記憶體 670

21.1.2分配和釋放 671

21.1.3數組 672

21.1.4使用指針 679

21.2數組-指針的對偶性 681

21.2.1數組就是指針 681

21.2.2並非所有的指針都是數組 682

21.3低級記憶體操作 683

21.3.1指針運算 683

21.3.2自定義記憶體管理 684

21.3.3垃圾回收 684

21.3.4對象池 685

21.3.5函式指針 685

21.3.6方法和成員的指針 687

21.4智慧型指針 687

21.4.1舊的過時的auto_ptr 688

21.4.2新的C++11智慧型指針 688

21.4.3編寫自己的智慧型指針類 692

21.5.1分配不足的字元串 697

21.5.2記憶體泄漏 698

21.5.3雙重刪除和無效指針 701

21.5.4訪問記憶體越界 701

21.6本章小結 702

第22章C++多執行緒編程 703

22.1簡介 703

22.2原子操作庫 707

22.2.1原子類型示例 708

22.2.2原子操作 710

22.3執行緒 711

22.3.1通過函式指針創建執行緒 712

22.3.2通過函式對象創建執行緒 714

22.3.3通過lambda創建執行緒 715

22.3.4通過成員函式創建執行緒 716

22.3.5執行緒本地存儲 717

22.3.6取消執行緒 717

22.3.7從執行緒獲得結果 717

22.3.8複製和重新拋出異常 717

22.4互斥 720

22.4.1互斥體類 720

22.4.2鎖 721

22.4.3std::call_once 723

22.4.4互斥體的用法示例 724

22.5條件變數 727

22.6future 729

22.7示例：多執行緒日誌記錄器類 731

22.8執行緒池 736

22.9執行緒設計和最佳實踐 737

22.10本章小結 738

第Ⅳ部分C++軟體工程

第23章充分利用軟體工程方法 741

23.1過程的必要性 741

23.2軟體生命周期模型 742

23.2.1分段模型和瀑布模型 742

23.2.2螺旋模型 745

23.2.3Rational統一過程 747

23.3軟體工程方法學 748

23.3.1敏捷 748

23.3.2Scrum 748

23.3.3極限編程(XP) 750

23.3.4軟體分流 754

23.4構建自己的過程和方法 754

23.4.1對新思想採取開放態度 754

23.4.2提出新想法 754

23.4.3知道什麼行得通什麼行不通 754

23.4.4不要逃避 755

23.5原始碼控制 755

23.6本章小結 757

第24章編寫高效的C++程式 759

24.1性能和效率概述 759

24.1.1提升效率的兩種方式 760

24.1.2兩種程式 760

24.1.3C++是不是低效的語言 760

24.2語言層次的效率 761

24.2.1高效地操縱對象 761

24.2.2使用內聯方法和函式 765

24.3設計層次的效率 765

24.3.1儘可能多地快取 765

24.3.2使用對象池 766

24.4剖析 770

24.4.1使用gprof的剖析範例 770

24.4.2使用VisualC++2010的剖析範例 778

24.5本章小結 780

第25章開發跨平台和跨語言的應用程式 781

25.1跨平台開發 781

25.1.1硬體架構問題 782

25.1.2實現問題 783

25.1.3平台相關的特性 784

25.2跨語言開發 785

25.2.1混合使用C和C++ 785

25.2.2轉移範例 786

25.2.3和C代碼連結 788

25.2.4混合使用C#與C++ 790

25.2.5通過JNI混合Java和C++ 791

25.2.6混合C++使用Perl和shell腳本 794

25.2.7混合使用C++和彙編代碼 797

25.3本章小結 798

第26章成為測試專家 799

26.1質量控制 800

26.1.1測試是誰的職責 800

26.1.2bug的生命周期 800

26.1.3bug跟蹤工具 801

26.2單元測試 802

26.2.1單元測試的方法 803

26.2.2單元測試過程 803

26.2.3單元測試實例 807

26.3更高級別的測試 813

26.3.1集成測試 813

26.3.2系統測試 815

26.3.3回歸測試 815

26.4成功測試的技巧 816

26.5本章小結 816

第27章熟練掌握調試技術 819

27.1調試的基本定律 819

27.2bug分類學 820

27.3避免bug 820

27.4為bug做好規劃 820

27.4.1錯誤日誌 821

27.4.2調試跟蹤 822

27.4.3斷言 833

27.4.4靜態斷言(僅限C++11) 834

27.5調試技術 835

27.5.1重現bug 835

27.5.2調試可重複的bug 836

27.5.3調試不可重現的bug 836

27.5.4調試記憶體問題 837

27.5.5調試多執行緒程式 841

27.5.6調試示例：文章引用 841

27.5.7從ArticleCitations示例中總結的教訓 853

27.6本章小結 853

第28章將設計技術和框架結合使用 855

28.1C++編碼示例 856

28.1.1編寫一個類 856

28.1.2子類化已有的類 857

28.1.3拋出和捕獲異常 858

28.1.4從檔案中讀取 858

28.1.5寫入檔案 859

28.1.6寫一個模板類 859

28.2肯定有更好的方法 860

28.2.1雙分派 861

28.2.2混入類 866

28.3面向對象的框架 868

28.3.1使用框架 868

28.3.2模型-視圖-控制器範例 869

28.4本章小結 870

第29章套用設計模式 871

29.1疊代器模式 872

29.2單實例模式 872

29.2.1示例：一種日誌機制 873

29.2.2實現一個單實例 873

29.2.3使用一個單實例 877

29.2.4單實例模式和多執行緒 877

29.3工廠模式 880

29.3.1示例：汽車工廠模擬 880

29.3.2實現一個工廠 882

29.3.3使用一個工廠 884

29.3.4工廠的其他用途 885

29.4代理模式 885

29.4.1示例：隱藏網路連線的問題 885

29.4.2實現一個代理 886

29.4.3使用代理 886

29.5適配器模式 887

29.5.1示例：適配一個Logger類 887

29.5.2實現一個適配器 888

29.5.3使用適配器 888

29.6裝飾器模式 889

29.6.1示例：在網頁中定義樣式 889

29.6.2裝飾器的實現 890

29.6.3使用一個裝飾器 891

29.7責任鏈模式 892

29.7.1示例：事件處理 892

29.7.2責任鏈的實現 892

29.7.3責任鏈的使用 893

29.8觀察者模式 894

29.8.1示例：事件處理 894

29.8.2觀察者的實現 894

29.8.3使用觀察者 895

29.9本章小結 896

附錄AC++面試 897

附錄B帶註解的參考文獻 917

附錄C標準庫頭檔案 927