STL源碼剖析 編程語言與程序設計 華中科技大學齣版社 STL源碼剖析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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侯捷 著

圖書標籤:

• C++
• STL
• 源碼
• 數據結構
• 算法
• 編程
• 華中科技大學齣版社
• 程序設計
• 源碼剖析
• 容器
• 迭代器

店鋪： 北京環球視圖圖書專營店

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560926995

商品編碼：26752520393

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2002-06-01

用紙：膠版紙

頁數：493

字數：6000000

正文語種：中文

編輯

適讀人群 ：程序員、編程愛好者
　　剖析名傢代碼揭秘源碼實現算法的過程

內容簡介

　　 《STL源碼剖析》所呈現的源碼，使你踏上瞭基度山島。源碼之前瞭無秘密，你將看到vector的實現、list的實現、heap的實現、deque的實現、RedBlack tree的實現、hashtable的實現、set/map的實現；你將看到各種算法（排序、查找、排列組閤、數據移動與復製技術）的實現；你甚至能夠看到底層的memorypook和高階抽象的traits機製的實現。

作者簡介

　　侯俊傑（1961年9月28日－），筆名侯捷，知名電腦技術專欄作傢，緻力於電腦技術之紮根工作，文章兼具科技之長與靈性之美，有讀者的評語是“比作傢更工程師，比工程師更作傢”。大同國中、師大附中、交通大學土木係畢業、清華大學動力機械研究所碩士。曾任職工研院機械所與電通所，曾在元智大學授課，近年來多從事兩岸學術交流工作。他的妻子美靜是一名鋼琴師，侯俊傑說他自己“嗜咖啡。妻嚴不能常得”。

目錄

前言
第1章 STL概論與版本簡介
第2章 空間配置器（allocator）
第3章 迭代器（iterators）概念與traits編程技法
第4章 序列式容器（sequence containers）
第5章 關聯式容器（associattive containers）
第6章 算法（algorithms）
第7章 仿函數（functors，另名 函數對象function objects）
第8章 配接器（adapters）
附錄A 參考書籍與讀物
附錄B 候捷網站（本書支持站點簡介）
附錄C STLPort 的移植經驗（by孟岩）
索引

前言/序言

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C++標準模闆庫（STL）深入解析：構建高效、優雅的現代軟件 在當今軟件開發領域，C++依然是構建高性能、大規模係統的基石。而C++標準模闆庫（STL）更是這門語言的核心，它提供瞭一套高度抽象、可復用且高效的組件，極大地簡化瞭開發者的工作，提升瞭代碼質量和開發效率。本書旨在帶領讀者深入STL的內部世界，探究其精妙的設計思想、底層的實現機製以及各種組件的最佳實踐應用，從而幫助開發者構建更加健壯、優雅且富有競爭力的軟件。 為何深入STL？ 許多開發者在使用STL時，僅僅停留在API的層麵，知道如何調用 `vector` 的 `push_back`，如何使用 `map` 來存儲鍵值對，或者如何通過 `sort` 來排序。然而，這種“知其然，不知其所以然”的使用方式，往往會在遇到性能瓶頸、內存泄漏，或是需要進行更復雜的設計時，顯得捉襟見肘。 深入理解STL的源碼，能夠帶來以下顯著益處： 性能優化： 瞭解STL容器的底層實現，例如數組的動態擴容策略、樹形結構的平衡機製、哈希錶的衝突解決方式等，可以幫助開發者在特定場景下選擇最閤適的容器，或者通過調整STL的使用方式來獲得極緻的性能。例如，理解 `vector` 在插入元素時可能觸發的內存重分配和拷貝開銷，可以指導我們在預知容量時提前 `reserve`，避免不必要的性能損耗。 內存管理： STL容器的內存分配和釋放機製是其性能和穩定性的關鍵。深入源碼，可以幫助我們理解STL是如何管理內存的，如何避免內存泄漏，以及在需要精細控製內存時，如何自定義內存分配器。 算法的精髓： STL提供的算法庫，如排序、查找、遍曆等，是其強大之處。理解這些算法的實現原理，例如快速排序、歸並排序、二分查找等，不僅能讓我們更好地使用它們，更能激發我們設計和實現更高效算法的靈感。 設計模式與範式： STL的設計哲學蘊含瞭大量的優秀設計模式，如模闆元編程、迭代器模式、適配器模式、工廠模式等。通過分析STL的源碼，讀者可以學習到這些模式如何在實際中得到應用，從而在自己的設計中信手拈來。 問題排查與調試： 當程序齣現異常，特彆是與STL相關的內存錯誤或性能問題時，深入的源碼理解能夠幫助開發者快速定位問題根源，做齣正確的判斷和修復。 提升編程素養： STL是C++語言精髓的體現之一。學習STL的源碼，就是學習C++最先進、最實用的編程技巧和設計思想，能夠極大地提升開發者的編程素養和技術深度。 本書將帶你探索什麼？ 本書將以一種係統、深入的方式，帶領讀者全麵剖析STL的各個組成部分。我們將不僅僅停留在API的講解，而是深入到每一個容器、每一個算法的內部實現，探究其設計哲學和技術細節。 一、 STL容器深度解析 序列容器 (Sequence Containers): `std::vector`: 深入理解其動態數組的實現，包括內存分配、擴容機製（擴容因子）、元素的插入與刪除的效率分析，以及與C風格數組的對比。探討 `reserve()` 和 `shrink_to_fit()` 的作用與時機。 `std::deque`: 剖析其雙端隊列的設計，如何通過分塊管理實現高效的頭尾插入刪除，以及與 `vector` 在性能上的差異。 `std::list`: 詳解雙嚮鏈錶的實現，理解其插入刪除的O(1)復雜度，以及隨機訪問的低效性。 `std::forward_list`: 介紹單嚮鏈錶的特點，以及其相對於 `list` 的內存和性能優勢。 `std::array`: 分析定長數組的實現，瞭解其與C風格數組的異同，以及在現代C++中的應用。 關聯容器 (Associative Containers): `std::set` / `std::multiset`: 深入講解紅黑樹（Red-Black Tree）的實現，包括節點的插入、刪除、查找以及自平衡機製。理解其有序性如何保證。 `std::map` / `std::multimap`: 同樣基於紅黑樹，重點分析鍵值對的存儲與檢索，以及與 `set` 的區彆。 無序關聯容器 (Unordered Associative Containers): `std::unordered_set` / `std::unordered_multiset` / `std::unordered_map` / `std::unordered_multimap`: 詳細介紹哈希錶（Hash Table）的工作原理，包括哈希函數的設計、桶（bucket）的分配、衝突解決方法（如鏈式地址法、開放地址法）以及負載因子（load factor）對性能的影響。探討如何自定義哈希函數。 二、 STL算法的精妙之處 遍曆與生成算法: `for_each`, `transform`, `generate`, `iota` 等，理解它們如何與迭代器協同工作。 排序與搜索算法: `sort`, `stable_sort`, `partial_sort`, `nth_element`: 深入剖析排序算法（如 IntroSort）的內部實現，理解其穩定性以及對不同數據分布的適應性。 `binary_search`, `lower_bound`, `upper_bound`, `equal_range`: 講解二分查找及其變種，理解其在有序序列上的高效性。 集閤算法: `set_union`, `set_intersection`, `set_difference`, `set_symmetric_difference` 等，分析它們如何處理有序序列，以及其背後的邏輯。 數值算法: `accumulate`, `inner_product`, `partial_sum`, `adjacent_difference` 等，展示STL如何進行高效的數值計算。 比較與查找算法: `min`, `max`, `min_element`, `max_element`, `find`, `find_if` 等，以及比較函數的應用。 其他重要算法: `copy`, `move`, `fill`, `swap`, `reverse`, `rotate` 等，理解它們在數據搬移和重排上的作用。 三、 迭代器：STL的靈魂 迭代器分類: 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，以及它們的特性和適用場景。 迭代器適配器: `reverse_iterator`, `move_iterator` 等，理解它們如何擴展迭代器的功能。 迭代器的性能: 分析不同類型迭代器在不同容器上的性能錶現。 泛型編程與迭代器: 探討迭代器如何實現STL算法的泛化，以及如何為自定義數據結構設計閤適的迭代器。 四、 函數對象 (Functors) 與 Lambda 錶達式 函數對象的概念與實現: 瞭解如何創建和使用函數對象，以及它們在STL算法中的作用。 `std::bind` 與 `std::function`: 介紹函數綁定和通用函數包裝器的用法。 Lambda 錶達式在STL中的應用: 學習如何利用Lambda錶達式簡化代碼，使其更具錶現力。 五、 內存管理與分配器 (Allocators) STL的默認內存分配器: 理解 `std::allocator` 的工作機製，以及它如何與操作係統進行交互。 自定義分配器: 學習如何編寫自己的內存分配器，以滿足特定場景下的性能或內存控製需求，例如對象池、內存池等。 內存管理策略: 探討不同內存管理策略（如池化分配、預分配）對STL容器性能的影響。 六、 智能指針與STL `std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`: 學習如何安全地管理STL容器中的動態分配對象，避免內存泄漏。 智能指針與STL容器的結閤: 探討在容器中存儲智能指針的常見模式和最佳實踐。 七、 STL的實際應用與性能調優 場景分析: 針對不同的應用場景（如大數據處理、高並發服務、嵌入式係統），選擇最閤適的STL組件。 性能瓶頸識彆與解決: 通過實例講解如何分析STL相關的性能問題，並給齣具體的調優方案。 STL的最佳實踐: 總結STL使用的常見陷阱和經驗法則，幫助開發者寫齣更高效、更健壯的代碼。 STL與現代C++特性結閤: 探討C++11, C++14, C++17, C++20等新標準如何改進和擴展STL。 本書的目標讀者： 希望深入理解C++語言核心的開發者。 正在使用STL，但希望提升其使用效率和解決復雜問題的開發者。 對數據結構與算法的底層實現感興趣的學生和研究人員。 從事性能敏感型應用開發的工程師。 希望提升代碼質量和設計能力的C++程序員。 通過本書的閱讀，您將不再僅僅是STL的用戶，而是能夠洞悉其內部運作的“STL專傢”。您將學會如何“閱讀”STL的源碼，理解其精妙的設計，並將其融會貫通到自己的開發實踐中，構建齣更加卓越的軟件。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗非常獨特，它不像一本傳統的教材，更多的是像一本經驗豐富的“老兵”在分享他的“戰場心得”。作者在剖析 STL 源碼的過程中，並沒有流於錶麵，而是深入到 C++ 的一些高級特性和設計模式。我尤其對書中關於“泛型編程”和“類型擦除”的講解印象深刻。這些概念在 STL 的實現中起到瞭至關重要的作用，但對於很多初學者來說可能比較難以理解。作者通過大量的實例和代碼片段，將這些復雜的概念一步步拆解，讓我們能夠清晰地看到 STL 是如何做到“一份代碼，多種用途”的。而且，作者在講解時，還經常會穿插一些關於 STL 曆史演變和設計哲學的內容，這讓我更加理解瞭 STL 為什麼會設計成現在的樣子，以及它在 C++ 標準庫中的重要地位。閱讀這本書，不僅僅是學習 STL 的實現，更是在學習一種“工程思維”，一種如何用 C++ 的強大特性去構建高效、靈活、可維護的程序的思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！我一直以來都對 C++ 的 STL 庫充滿瞭好奇，但苦於找不到一本深入淺齣、既有理論又有實踐的書籍。偶然間發現瞭這本，簡直就是為我量身定做的。它不僅僅是簡單地羅列 STL 容器和算法的使用方法，而是真正地剖析瞭它們底層的實現原理。閱讀這本書的過程，就像是跟著作者一步步走進 STL 的“心髒”，去觀察它的脈搏跳動，理解它的運作機製。從動態分配內存的巧妙設計，到各種數據結構（如紅黑樹、鏈錶）在容器中的應用，再到迭代器的工作方式，每一個細節都被作者娓娓道來。尤其是那些看似簡單的算法，比如排序和查找，在書中被細緻地解讀瞭它們的效率是如何通過精妙的算法設計得以保證的。對於我這樣一個熱衷於代碼優化的開發者來說，這本書帶來的啓發是無價的。我不再僅僅是 STL 的使用者，而是成為瞭一個更懂 STL 的使用者，能夠根據實際需求選擇最閤適的容器和算法，甚至在某些情況下，可以藉鑒 STL 的設計思想來改進自己的代碼。這本書的價值，遠超齣瞭它本身的定價。

評分☆☆☆☆☆

說實話，起初我對這本書的期望值並沒有那麼高，以為它會是一本比較枯燥的源碼解讀。但讀瞭幾章之後，我徹底改變瞭看法。作者在講解 STL 源碼的過程中，並沒有單純地堆砌代碼，而是將理論知識巧妙地融入其中。他會先講解某個概念或某個數據結構的基本原理，然後再展示 STL 中是如何具體實現的。這種循序漸進的方式，讓我這個 C++ 功底不算特彆紮實的人也能跟得上。書中的圖解也相當到位，很多復雜的邏輯通過清晰的圖示得到瞭很好的說明，比如 iterator 的不同類型如何工作，以及各種算法在內存中的操作過程。我特彆喜歡其中關於內存管理的部分，STL 在內存分配和迴收上的考量非常細緻，講解瞭不同的內存池策略如何影響性能，這對於寫齣高效 C++ 程序至關重要。而且，作者並沒有迴避 STL 源碼中的一些“陷阱”和“坑”，而是直言不諱地指齣瞭其中的潛在問題和需要注意的地方。這讓我覺得這本書非常真實、非常實用，不像有些書籍那樣隻報喜不報憂。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭相當長的時間來消化這本書，它確實需要一點耐心和投入，但絕對是值得的。作者在講解 STL 源碼時，非常注重邏輯的嚴謹性和細節的準確性。他不會為瞭圖省事而跳過一些關鍵的步驟，而是會將每一個版本的 STL 實現的精髓都挖掘齣來。我印象最深刻的是關於 `std::deque` 的實現，它結閤瞭塊狀數組和鏈錶的優點，在插入和刪除效率上達到瞭很好的平衡。作者通過大量的圖示和代碼分析，將 `deque` 復雜的內部結構剖析得淋灕盡緻，讓我對這個容器有瞭全新的認識。這本書不僅提供瞭“是什麼”的答案，更重要的是提供瞭“為什麼”的解釋。它幫助我理解瞭 STL 設計者們的智慧，以及他們是如何在性能、靈活性和易用性之間做齣權衡的。對於想要成為一名資深 C++ 程序員的人來說，這本書無疑是打下堅實基礎的絕佳選擇，它能夠幫助你從“代碼使用者”蛻變為“代碼創造者”。

評分☆☆☆☆☆

這絕對是一本能夠提升你 C++ 編程內功的寶典！我之前寫 C++ 程序，雖然也能用 STL，但總感覺“知其然不知其所以然”。這本書就像一個神奇的“萬花筒”，將 STL 內部隱藏的精妙世界展現在我麵前。作者對 C++ 語言特性和 STL 設計思想的理解極其深刻，他能夠將那些抽象的概念，比如模闆元編程、RAII 原則等，用通俗易懂的方式解釋清楚，並與 STL 的具體實現聯係起來。我看這本書最大的收獲是，理解瞭 STL 容器的“背後”到底發生瞭什麼。比如，為什麼 `std::vector` 的插入和刪除在某些位置效率很低，而 `std::list` 則相反；為什麼 `std::map` 和 `std::set` 能夠保持有序，它們底層的樹結構是如何工作的。這些知識不僅讓我能夠更好地使用 STL，更重要的是，它拓展瞭我對數據結構和算法的理解。我開始思考，在設計自己的數據結構時，應該從哪些角度去優化，可以藉鑒 STL 的哪些思想。這本書，絕對是每一個想要在 C++ 領域深入發展的程序員必備的參考書。