C++標準模闆庫編程實戰 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] 霍爾頓（Ivor Horton）著

圖書標籤:

C++
STL
標準模闆庫
編程
數據結構
算法
實戰
代碼
學習
開發
提高

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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302455806

版次：1

商品編碼：12075928

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

具體描述

産品特色

編輯推薦

Ivor Horton經典作品:

內容簡介

　　《C++標準模闆庫編程實戰》介紹*新的C++14標準的API、庫和擴展，以及如何將它們運用到C++14程序中。在書中，作者Ivor Horton 則闡述瞭什麼是STL，以及如何將它們應用到程序中。我們將學習如何使用容器、迭代器，以及如何定義、創建和應用算法。此外，還將學習函數對象和適配器，以及它們的用法。

　　閱讀完本書之後，你將能夠瞭解如何擴展STL，如何定義自定義類型的C++組件，你還將能夠定義既滿足C++ STL要求又遵從*常見的設計模式和*佳實踐的自定義類型。

　　標準庫是C++標準的一個基本部分，它為C++程序員提供瞭一套全麵而又高效的工具，還提供瞭一些適用於多種類型程序的可重用組件。

　　主要內容

　　◆ 如何在C++程序中使用STL

　　◆ 如何使用容器

　　◆ 如何使用迭代器

　　◆ 如何定義、生成和運用算法

　　◆ 如何使用函數對象

　　◆ 如何擴展STL，以及如何定義自定義類型的組件

　　◆ 如何使用適配器

　　◆ 如何定義自定義類型，使之既滿足C++ STL的要求又遵從通用的設計模式和實踐

作者簡介

　　Ivor Horton是世界著名計算機圖書作傢，獨立顧問，幫助無數程序員步入編程殿堂。他曾在IBM工作多年，以優異成績擁有數學學士學位。

　　他的資曆包括：使用大多數語言(如在多種機器上使用匯編語言和高級語言)進行編程，實時編程，設計和實現實時閉環工業控製係統。Horton擁有豐富的麵嚮工程師和科學傢的編程教學經驗(教學內容包括C、C++、Fortran、PL/1、APL等)。同時，他還是機械、加工和電子CAD係統、機械CAM係統和DNC/CNC係統方麵的專傢。

前言/序言

　　歡迎學習《C++標準模闆庫編程實戰》一書。本教程介紹瞭由C++標準庫組成的頭文件子集中所包含的一些類和函數的模闆。這些模闆是功能強大、易於使用的泛型編程工具，並使很多不容易實現的任務變得易於實現。它們生成的代碼通常比我們自己編寫的更加高效和可靠。

　　通常，筆者不喜歡隻解釋它們做瞭些什麼，而不詳細論述這麼做的原因。從前者是很難猜齣後者的。因此筆者的目標不僅僅是解釋類和函數模闆的功能，還會盡可能地展示如何在實際場景中應用它們。這會導緻在某些知識點的介紹中包含相當大的代碼塊，但相信你會覺得它們是值得的。

　　之前提到的作為本書主題的來自於C++標準庫的頭文件的集閤，被稱作C++標準庫或STL。在本書中，會用STL作為一種方便的縮寫來錶示包含本書所討論模闆的頭文件的集閤。當然，並沒有STL這種東西——C++語言標準並沒有提到它，因此正規而言，它並不存在。盡管它並沒有被定義，但很多C++程序員都大緻知道STL是什麼意思。這種叫法由來已久。

　　貫穿STL的泛型編程思想早在1979年起源於Alexander Stepanov——很久之前並沒有C++語言標準。C++的STL的第一個實現起源於Stepanov和其他在1989年前後工作於惠普公司的職員，而且在那時，STL的實現和C++編譯器所提供的庫是互補的。在20世紀90年代，STL提供的功能開始被考慮納入第一個C++語言標準的提議中，而且STL的精髓使它成為公布於1998年的第一個C++語言標準。從那時起，STL所代錶的泛型編程開始被改進和擴展，並且很多不屬於STL的頭文件中開始齣現瞭模闆。本書中的所有材料都和編寫本書時*新通過的語言標準相關，也就是C++14。

　　STL不是一個準確的概念，並且本書中並沒有包含C++標準庫的全部模闆。本書隻描述和展示瞭筆者認為C++程序員應該首先選擇理解的標準庫中的模闆，尤其是那些初次接觸C++的開發者。書中將被深度討論的主要標準庫頭文件包括：

　　用於數據容器：、、、、、、、、、、

　　用於迭代器：

　　用於算法：

　　用於隨機數和統計：

　　用於數值處理：、

　　用於時間和定時：、

　　用於復數：

　　來自於其他頭文件的模闆，比如、、和也被加入到本書的不同章節中。數據容器的模闆是基礎，在很多程序中都會用到它們。迭代器是使用容器時的基本工具，因此它們也被包含瞭進來。算法是操作保存在容器中的數據的函數模闆，也可以將這些強大的工具應用到數組上，在示例中會對此進行描述和展示。書中有一章將解釋隨機數生成和統計相關的模闆，但是它們中有一些是相當專業的。在模擬、建模和遊戲程序中，很多都得到瞭廣泛應用。本書還討論瞭計算擴展數值數據的模闆，以及和時間、定時相關的模闆。*後，簡短介紹瞭一個關於用於處理復數的類模闆。

　　使用本書的先決條件

　　為瞭理解本書的內容，需要具備一些C++語言的基本知識。本書是對《C++入門經典(第4版)》一書的補充，所以如果成功讀完瞭那本書，就可以開始閱讀這本瞭。需要知道的基本知識包括：類和函數模闆是什麼，它們工作的本質是怎樣的。筆者在第1章包含瞭這些基本知識的概述，如果之前不習慣使用模闆，它們的語法會讓人覺得它們比它們本身要復雜得多。一旦開始習慣這些記號，就會發現它們的用法相對容易。STL中也頻繁使用瞭lambda錶達式，所以也必須習慣使用它。

　　我們需要一個兼容C++14的編譯器。當然，為瞭編寫程序代碼，也需要一個閤適的文本編輯器。在*近的幾年中，C++編譯器發展得相當好，盡管它是*近纔通過的標準，但已經有幾個很不錯的編譯器在很大程度上遵從瞭C++14。至少可以選擇3個可用的免費編譯器：

　　● GCC是支持C++、C、Fortan和其他語言的GNU編譯器集閤，它支持在本書中用到的所有C++14特性，可以從gcc.gnu.org下載GCC。GCC編譯器集閤適用於GNU和Linux，但也可以從www.mingw.org下載Microsoft Windows版。

　　● ideaone在綫編譯器支持C++14，可以通過ideaone.com訪問。在編寫代碼時，對於C++14，它使用的是GCC 5.1。ideaone.com也支持很多其他語言，包括C、Fortran和Java。

　　● Microsoft Visual Studio 2015 Community Edition在Microsoft Windows操作係統下運行，它支持C++，也支持幾種其他的語言，並配置瞭一個完整的開發環境。

　　如何使用本書

　　對於大部分內容，為瞭可以順序閱讀，已經對本書的材料進行瞭組織，所以使用本書的*佳方式是從頭閱讀到尾。一般情況下，在沒解釋功能之前，不會使用它們。一旦解釋瞭，無論在什麼時候，隻要有意義，都會把它插到後續的材料中，這也是為什麼推薦按順序閱讀章節的原因。很少有需要理解背後的數學知識的主題，並且在這些實例中，也會介紹數學知識。如果不熟悉數學，可以跳過這些，因為這不會限製對後麵內容的理解。

　　沒有人可以隻通過看書就學會編程。隻有通過寫代碼纔能學會如何使用STL。強烈建議自己敲一遍所有的代碼——而不僅僅隻是從下載的文件中復製代碼——並編譯和執行你所敲入的代碼。這有時可能變得很乏味，但令人驚訝的是，隻需要敲一些程序語句就可以幫助我們理解代碼，尤其是在我們有些琢磨不定時。它也能幫助我們記住東西。如果例子無法運行，請抵製直接迴到書中查找原因的誘惑，嘗試從自己的代碼中查找錯誤。

　　在本書的所有章節中，對於很多部分來說，如果包含瞭適當的頭文件，代碼段都是可以執行的。如果把它們放到main()函數中，一般都可以執行它們，並得到輸齣結果。因此建議為此創建一個程序項目。可以將代碼復製到定義為空的main()中，並為需要的頭文件加上#include指令。為瞭防止名稱衝突，大多數時候需要刪除之前的代碼。

　　要讓自己的錯誤成為學習過程的一部分，並且書中的練習為我們提供瞭這樣的機會。我們犯的錯誤越多，找到和解決的問題就越多，就越能更好地瞭解使用模闆時會犯哪些錯誤。確保自己可以完成所有能完成的練習，並且不去查看答案，除非確信自己不能獨立地解決。許多練習都隻涉及所涵蓋章節的直接應用——換句話說，它們隻是練習——但有些還需要有點想法，甚至需要一些靈感。

　　希望每個人都能學會STL。總之，盡情享受吧！

　　要獲取本書的源代碼，讀者可以訪問網址http://www.apress.com或http://www.tupwk.com.cn/

　　downpage/，搜索本書的英文或中文書名，找到相應的鏈接下載即可，讀者也可用手機掃描本書封底的二維碼，直接下載。

　　—Ivor Horton

《C++標準模闆庫編程實戰》深度解析與應用指南 C++標準模闆庫（STL）是C++語言不可或缺的一部分，它提供瞭一係列高效、通用的組件，極大地簡化瞭軟件開發過程。本書《C++標準模闆庫編程實戰》旨在為讀者提供一個全麵、深入的學習路徑，不僅涵蓋STL的核心概念和組件，更側重於實際編程中的應用技巧和最佳實踐。我們相信，熟練掌握STL將顯著提升您的C++編程能力，使您能夠編寫齣更簡潔、更高效、更易於維護的代碼。本書內容梗概：第一部分：STL的基礎架構與核心組件 1. STL的宏觀視角：容器、算法與迭代器 STL的哲學與設計思想：深入理解STL為何如此強大，其背後是如何通過泛型編程、抽象化和組件化來實現高性能和靈活性。容器（Containers）： STL的基石，用於存儲和組織數據。我們將詳細介紹：序列容器（Sequence Containers）： `vector`：動態數組，適用於需要頻繁訪問元素且大小可能發生變化的情況。我們將探討其內存管理、插入/刪除操作的效率以及與C風格數組的比較。 `deque`：雙端隊列，提供在兩端高效插入和刪除的能力，適用於需要快速添加或移除首尾元素的應用場景。 `list`：雙嚮鏈錶，支持在任意位置高效插入和刪除，但訪問元素效率較低。我們將分析其優缺點，以及適閤的編程模式。 `forward_list`：單嚮鏈錶，比`list`更節省內存，適用於隻需要嚮前遍曆的情況。 `array`：固定大小的數組，在編譯時確定大小，提供類似`vector`的接口，但性能更優且無動態內存開銷。關聯容器（Associative Containers）： `set` / `multiset`：有序集閤，用於存儲唯一的或允許重復的元素，並保持元素的排序。我們將深入研究其內部實現（通常是紅黑樹），以及查找、插入、刪除操作的時間復雜度。 `map` / `multimap`：有序鍵值對映射，將鍵與值關聯起來。我們將詳細講解鍵的唯一性、排序以及如何通過鍵高效訪問值。無序關聯容器（Unordered Associative Containers）： `unordered_set` / `unordered_multiset`：基於哈希錶的集閤，提供平均O(1)的查找、插入和刪除操作。我們將分析哈希函數的選擇、衝突解決策略以及性能考量。 `unordered_map` / `unordered_multimap`：基於哈希錶的鍵值對映射，提供平均O(1)的查找、插入和刪除操作。容器適配器（Container Adapters）： `stack`：後進先齣（LIFO）的棧，通常基於`deque`或`list`實現。 `queue`：先進先齣（FIFO）的隊列，通常基於`deque`或`list`實現。 `priority_queue`：優先隊列，具有最高優先級的元素總是被放置在隊首。迭代器（Iterators）：連接容器與算法的橋梁。我們將詳細介紹：迭代器的概念與分類：輸入迭代器、輸齣迭代器、前嚮迭代器、雙嚮迭代器、隨機訪問迭代器。理解它們的特性對於編寫高效算法至關重要。迭代器失效：深入理解在某些容器操作（如插入、刪除）後，迭代器可能失效的情況，以及如何規避這些問題。迭代器適配器： `reverse_iterator`、`move_iterator`等，以及它們在特定場景下的應用。算法（Algorithms）： STL的核心驅動力，提供對容器中數據進行操作的通用函數。我們將從以下幾個方麵進行講解：排序與查找算法： `sort`、`stable_sort`、`binary_search`、`lower_bound`、`upper_bound`等。修改算法： `copy`、`move`、`fill`、`replace`、`remove`、`transform`等。邏輯算法： `find`、`any_of`、`all_of`、`none_of`、`count`、`for_each`等。數值算法： `accumulate`、`inner_product`、`partial_sum`等。集閤算法： `set_union`、`set_intersection`、`set_difference`、`set_symmetric_difference`等。泛型編程與函數對象（Functors）/ lambda錶達式：如何通過自定義比較函數、謂詞來定製算法的行為。 2. 泛型編程與模闆元編程初探模闆的基礎：函數模闆與類模闆的定義與使用。 STL的模闆實現：理解STL組件是如何通過模闆實現跨類型操作的。類型萃取（Type Traits）： `std::is_integral`、`std::remove_reference`等，如何利用它們編寫更健壯的模闆代碼。第二部分：STL的深入應用與高級技巧 3. 容器的深入分析與性能優化容器的內部實現機製：深入剖析`vector`的動態擴容策略、`map`的紅黑樹結構、`unordered_map`的哈希錶實現等。內存管理與性能調優：如何選擇最適閤的容器、預分配內存（`reserve`）、避免不必要的拷貝、理解拷貝構造函數與移動構造函數的區彆。容器的邊界條件與錯誤處理： `at()`與`[]`的區彆，異常安全性的考量。 4. 算法的精妙運用與自定義函數對象（Functors）與lambda錶達式：如何使用它們作為謂詞和生成器，實現復雜的數據處理邏輯。自定義排序與比較：針對復雜數據結構，編寫自定義的比較函數。算法組閤與鏈式操作：將多個STL算法組閤起來，實現更強大的功能。算法的效率分析：理解不同算法的時間復雜度和空間復雜度，選擇最優算法。 5. 迭代器的進階應用反嚮迭代器與範圍操作：利用`reverse_iterator`進行逆序遍曆，以及範圍`for`循環的底層實現。插入迭代器： `inserter`、`back_inserter`、`front_inserter`等，如何直接將算法結果插入到容器中。流迭代器（Stream Iterators）： `istream_iterator`與`ostream_iterator`，實現從輸入流讀取數據到算法，以及將算法結果寫入輸齣流。 6. STL與其他C++特性的融閤智能指針與STL容器：如何在STL容器中安全地管理指嚮動態內存的對象。 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）與STL：利用STL組件實現資源的自動管理。並發編程與STL：在多綫程環境下安全使用STL容器的注意事項，以及C++11/14/17提供的並發支持。 C++20 Ranges庫：介紹 Ranges 庫如何進一步簡化和增強算法的使用，提供更具錶達力的代碼。第三部分：實戰項目與案例分析 7. 數據結構的設計與實現基於STL構建自定義數據結構：利用STL組件（如`list`、`map`）實現棧、隊列、優先隊列的變種。圖與樹的STL實現：使用`map`、`set`、`vector`等組閤實現圖和樹的錶示與操作。 8. 算法問題的解決實踐 LeetCode等平颱上的STL解題技巧：分析典型算法題，展示如何利用STL高效解決。字符串處理與文本分析：利用STL算法和容器進行高效的字符串匹配、統計和轉換。文件IO與數據解析：結閤流迭代器和STL算法處理文件數據。 9. 性能瓶頸分析與優化案例實際項目中的STL性能問題排查：如何利用性能分析工具定位STL相關的瓶頸。針對不同場景的STL優化方案：例如，遊戲開發中的對象池，網絡編程中的緩衝區管理等。 10. STL的陷阱與誤區常見的STL使用錯誤：迭代器失效、不當的容器選擇、算法濫用等。如何編寫更安全、更健壯的STL代碼。本書特色：循序漸進：從基礎概念到高級應用，邏輯清晰，便於讀者逐步掌握。理論與實踐相結閤：詳細闡述STL組件的原理，並通過豐富的代碼示例和實戰案例進行演示。注重性能：深入分析STL組件的性能特點，指導讀者如何寫齣高效的代碼。覆蓋廣泛：涵蓋瞭STL的主要組成部分，並涉及C++11及之後的新特性。麵嚮實際開發：強調STL在解決實際編程問題中的應用價值。無論您是C++初學者，希望打下堅實的STL基礎，還是有一定經驗的開發者，希望深入理解STL並提升編程技藝，《C++標準模闆庫編程實戰》都將是您不可或缺的學習夥伴。通過本書的學習，您將能夠自信地運用STL構建高效、靈活、可維護的C++應用程序。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校的計算機專業學生，之前在學校課程中接觸過 STL 的一些基礎概念，但總感覺零散且不夠係統。《C++ 標準模闆庫編程實戰》這本書，恰恰為我提供瞭一個非常紮實的學習路徑。書的結構安排非常閤理，從 STL 的基礎容器，到常用的算法，再到一些進階主題，循序漸進，易於理解。作者在講解每個知識點時，都配有詳實的解釋和清晰的代碼示例，這讓我能夠邊學邊練，鞏固所學知識。我尤其喜歡書中關於 STL 容器的性能分析部分，通過實際的數據比較，讓我深刻理解瞭不同容器在插入、刪除、查找等操作上的性能差異，這對於我以後選擇閤適的容器來解決問題非常有幫助。而且，作者在講解泛型編程和模闆元編程時，也用非常通俗易懂的方式進行瞭闡述，讓我對 C++ 模闆的強大之處有瞭更深的認識。這本書不僅幫助我鞏固瞭課堂上的知識，更讓我對 STL 産生瞭濃厚的興趣，我感覺自己已經邁入瞭 STL 編程的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一位已經有幾年 C++ 開發經驗的開發者來說，STL 已經是我工作中不可或缺的一部分。然而，即便如此，我對 STL 的掌握程度也僅限於“會用”的階段，對於很多高級用法和背後的原理，總覺得模糊不清。《C++ 標準模闆庫編程實戰》這本書，恰恰填補瞭我的這一知識盲區。書中對 STL 算法部分進行瞭非常係統和深入的講解，比如排序算法，作者不僅介紹瞭 `sort` 的基本用法，還對不同場景下選擇 `stable_sort` 或 `partial_sort` 的考量進行瞭細緻的分析。更令我驚喜的是，書中還講解瞭如何利用 STL 提供的各種算法，例如 `std::transform`、`std::accumulate` 等，來實現更復雜的業務邏輯，這極大地提高瞭我的編碼效率。我尤其喜歡作者在講解字符串處理時，如何巧妙地結閤 `std::string` 和 `std::stringstream`，以及 `std::algorithm` 中的相關函數，編寫齣簡潔高效的代碼。這種將 STL 組閤運用到實際場景的範例，對我來說是極具啓發性的。讀完這部分內容，我感覺自己對 STL 的掌控力又上瞭一個颱階，能夠更自如地運用 STL 來優化代碼，提升程序的性能和可讀性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名經驗豐富的 C++ 開發者，我一直在尋找一本能夠幫助我深入理解 STL 背後設計思想和最佳實踐的書籍。《C++ 標準模闆庫編程實戰》這本書，無疑滿足瞭我的這一需求。作者在講解 STL 的過程中，不僅僅是羅列 API，而是深入剖析瞭 STL 的設計哲學，例如“泛型編程”和“組件化”的思想是如何貫穿整個 STL 的。我特彆贊賞作者在講解 STL 容器的實現原理時，所采用的深入淺齣的方式，例如通過解釋 `std::deque` 的分塊存儲結構，讓我對它的性能有瞭更直觀的理解。書中還穿插瞭大量的“實戰”案例，這些案例並非簡單的枯燥代碼，而是針對實際開發中常見的問題，展示瞭如何利用 STL 的強大功能來優雅地解決。例如，在處理日誌文件時，如何結閤 `std::string`、`std::vector` 和 `std::algorithm` 來實現高效的日誌解析和過濾。這種將理論與實踐緊密結閤的方式，對我來說非常有價值。這本書讓我意識到，STL 不僅僅是一堆工具，更是一種強大的編程範式，能夠極大地提升 C++ 開發的效率和代碼質量。

評分☆☆☆☆☆

我一直對 STL 的智能指針和並發編程方麵的內容比較頭疼，總覺得它們概念比較抽象，實踐起來也容易齣錯。這本書在這些方麵的內容，簡直是為我量身定做的。作者在講解智能指針時，從 `auto_ptr` 的曆史演進講到 `unique_ptr`、`shared_ptr` 和 `weak_ptr` 的設計初衷和使用場景，並結閤大量的代碼示例，清晰地闡述瞭它們在內存管理上的優勢和注意事項。特彆是關於 `shared_ptr` 的循環引用問題，作者給齣瞭非常實用的解決方法。更讓我驚喜的是，書中還用相當大的篇幅講解瞭 STL 在 C++11 及之後版本中引入的並發支持，包括 `std::thread`、`std::mutex`、`std::condition_variable` 等。作者通過實際的並發場景，例如生産者-消費者模型，生動地展示瞭如何利用這些工具來編寫安全高效的多綫程程序。這部分內容對於我這種需要開發高並發服務的開發者來說，簡直是“及時雨”。讀完這部分，我對 STL 在並發編程領域的應用有瞭更深刻的理解，也更有信心去處理相關的復雜問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，著實讓我這位 C++ 開發者眼前一亮。市麵上關於 C++ 的書籍汗牛充棟，但真正能深入淺齣講解 STL 的並不多見。拿到《C++ 標準模闆庫編程實戰》這本書，我迫不及待地翻開。開篇的幾個章節，作者並沒有直接拋齣復雜的算法和容器，而是從 STL 的設計哲學、基本組成和工作原理娓娓道來，這讓我對 STL 有瞭一個宏觀且清晰的認識。我尤其喜歡作者在講解 vector 和 list 時，通過生動的比喻和圖示，將它們內部的內存管理和操作機製展現在我麵前，這比單純的代碼示例要深刻得多。理解瞭這些底層細節，我在後續使用這些容器時，就能夠更自信地選擇閤適的操作，避免一些常見的性能陷阱。而且，作者在講解迭代器時，也花瞭很大的篇幅，這讓我深刻理解瞭迭代器作為 STL 核心抽象的重要性，以及它如何連接算法和容器的強大之處。那些關於容器適配器和函數對象的章節，更是將 STL 的靈活性和可擴展性展現得淋灕盡緻。我感覺自己不再是被動地使用 STL，而是開始理解 STL 的“思想”，並能靈活地運用它來解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

雖然是基於C++14標準的，但是有點簡單，適閤沒有經驗的新手

評分☆☆☆☆☆

經典書籍，平時編程參考查閱用

評分☆☆☆☆☆

很喜歡

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

學習中。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好好好好好