教了多年《C程序设计》课程,大多学生觉的这门课程难学。其实,按照我们现在的教学大纲和教学要求,只要同学们掌握一些方法,克服心理上畏难、不轻言放弃,是完全可以学好的。
《C程序设计》的内容很丰富,按照我们现在的教学大纲,教学的主要内容是基础知识、四种结构的的程序设计、函数与数组的应用和一些简单的算法。在学习时,同学们应该把主要精力放在这些部分,通过实践(练习和上机调试等熟练掌握。当然,在初学C语言时,可能会遇到有些问题理解不透,或者表达方式与以往数学学习中不同(如运算符等),这就要求不气馁,不明白的地方多问多想,鼓足勇气进行学习,待学完后面的章节知识,前面的问题也就迎刃而解了,这一方面我感觉是我们同学最欠缺,大多学不好的就是因为一开始遇到困难就放弃,曾经和好多同学谈他的问题,回答是听不懂、不想听、放弃这样三个过程,我反问,这节课你听过课吗?回答又是没有,根本就没听过课,怎么说自己听不懂呢?相应的根本就没学习,又谈何学的好?
学习C语言始终要记住“曙光在前头”和“千金难买回头看”,“千金难买回头看”是学习知识的重要方法,就是说,学习后面的知识,不要忘了回头弄清遗留下的问题和加深理解前面的知识,这是我们学生最不易做到的,然而却又是最重要的。比如:在C语言中最典型的是关于结构化程序设计构思,不管是那种教材,一开始就强调这种方法,这时也许你不能充分体会,但是学到函数时,再回头来仔细体会,温故知新,理解它就没有那么难了。学习C语言就是要经过几个反复,才能前后贯穿,积累应该掌握的C知识。
那么,我们如何学好《C程序设计》呢?
一.学好C语言的运算符和运算顺序
这是学好《C程序设计》的基础,C语言的运算非常灵活,功能十分丰富,运算种类远多于其它程序设计语言。在表达式方面较其它程序语言更为简洁,如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单,但初学者往往会觉的这种表达式难读,关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。当多种不同运算组成一个运算表达式,即一个运算式中出现多种运算符时,运算的优先顺序和结合规则显得十分重要。在学习中,只要我们对此合理进行分类,找出它们与我们在数学中所学到运算之间的不同点之后,记住这些运算也就不困难了,有些运算符在理解后更会牢记心中,将来用起来得心应手,而有些可暂时放弃不记,等用到时再记不迟。
先要明确运算符按优先级不同分类,《C程序设计》运算符可分为15种优先级,从高到低,优先级为1 ~ 15,除第2、3级和第14级为从右至左结合外,其它都是从左至右结合,它决定同级运算符的运算顺序。下面我们通过几个例子来说明:
(1) 58/4%10 这个表达式中出现3种运算符,是同级运算符,运算顺序按从左至右结合,因此先计算5 8=40,然后被4除,结果为10,最后是%(求余数)运算,所以表达式的最终结果为10%10 = 0;
(2)a = 3;b = 5;c =++ a b ;d =a + + b;
对于c=++ab来说,按表中所列顺序,+ +先执行,后执行,所以+ + a执行后,a的值为4,由于+ +为前置运算,所以a的值4参与运算,C的值计算式为45=20而不是35=15了;而对于d=a++b来说,由于a + +为后置运算,所以a值为4参与运算,使得d的值仍为20,而a参与运算后其值加1,值为5。 这个例子执行后,a的值为5,b的值为5,c的值为20,d的值也是20;
(3)(a = 3,b = 5,b+ = a,c = b 5)
例子中的“,”是逗号结合运算,上式称为逗号表达式,自左向右结合,最后一个表达式的结果值就是逗号表达式的结果,所以上面的逗号表达式结果为40,a的值为3,b的值为8,c的值为40。
(4)a=5;b=6;c=a>ba:b;
例中的a>ba:b是一个三目运算,它的功能是先做关系运算a>b部分,若结果为真,则取问号后a的值,否则取冒号后b的值,因此c的值应该为6,这个运算可以用来代替if…else…语句的简单应用。
二.学好C语言的四种程序结构
(1)顺序结构
顺序结构的程序设计是最简单的,只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行,它的执行顺序是自上而下,依次执行。
例如;a = 3,b = 5,现交换a,b的值,这个问题就好象交换两个杯子水,这当然要用到第三个杯子,假如第三个杯子是c,那么正确的程序为: c = a; a = b; b = c; 执行结果是a = 5,b = c = 3如果改变其顺序,写成:a = b; c = a; b = c; 则执行结果就变成a = b = c = 5,不能达到预期的目的,初学者最容易犯这种错误。 顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序,常见的输入、计算,输出三步曲的程序就是顺序结构,例如计算圆的面积,其程序的语句顺序就是输入圆的半径r,计算s = 314159rr,输出圆的面积s。不过大多数情况下顺序结构都是作为程序的一部分,与其它结构一起构成一个复杂的程序,例如分支结构中的复合语句、循环结构中的循环体等。
(2) 分支结构
顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题,但不能做判断再选择。对于要先做判断再选择的问题就要使用分支结构。分支结构的执行是依据一定的条件选择执行路径,而不是严格按照语句出现的物理顺序。分支结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程,根据不同的程序流程选择适当的分支语句。分支结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算,设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图,然后根据程序流程写出源程序,这样做把程序设计分析与语言分开,使得问题简单化,易于理解。程序流程图是根据解题分析所绘制的程序执行流程图。
学习分支结构不要被分支嵌套所迷惑,只要正确绘制出流程图,弄清各分支所要执行的功能,嵌套结构也就不难了。嵌套只不过是分支中又包括分支语句而已,不是新知识,只要对双分支的理解清楚,分支嵌套是不难的。下面我介绍几种基本的分支结构。
①if(条件)
{
分支体
}
这种分支结构中的分支体可以是一条语句,此时“{ }”可以省略,也可以是多条语句即复合语句。它有两条分支路径可选,一是当条件为真,执行分支体,否则跳过分支体,这时分支体就不会执行。如:要计算x的绝对值,根据绝对值定义,我们知道,当x>=0时,其绝对值不变,而x<0时其绝对值是为x的反号,因此程序段为:if(x<0) x=-x;
②if(条件)
{分支1}
else
{分支2}
这是典型的分支结构,如果条件成立,执行分支1,否则执行分支2,分支1和分支2都可以是1条或若干条语句构成。如:求ax^2+bx+c=0的根
分析:因为当b^2-4ac>=0时,方程有两个实根,否则(b^2-4ac<0)有两个共轭复根。其程序段如下:
d=bb-4ac;
if(d>=0)
{x1=(-b+sqrt(d))/2a;
x1=(-b-sqrt(d))/2a;
printf(“x1=%84f,x2=%84f\n”,x1,x2);
}
else
{r=-b/(2a);
i =sqrt(-d)/(2a);
printf(“x1=%84f+%84fi\n”r, i);
printf(“x2=%84f-%84fi\n”r,i)
}
③嵌套分支语句:其语句格式为:
if(条件1) {分支1};
else if(条件2) {分支2}
else if(条件3) {分支3}
……
else if(条件n) {分支n}
else {分支n+1}
嵌套分支语句虽可解决多个入口和出口的问题,但超过3重嵌套后,语句结构变得非常复杂,对于程序的阅读和理解都极为不便,建议嵌套在3重以内,超过3重可以用下面的语句。
④switch开关语句:该语句也是多分支选择语句,到底执行哪一块,取决于开关设置,也就是表达式的值与常量表达式相匹配的那一路,它不同if…else 语句,它的所有分支都是并列的,程序执行时,由第一分支开始查找,如果相匹配,执行其后的块,接着执行第2分支,第3分支……的块,直到遇到break语句;如果不匹配,查找下一个分支是否匹配。这个语句在应用时要特别注意开关条件的合理设置以及break语句的合理应用。
(3)循环结构:
循环结构可以减少源程序重复书写的工作量,用来描述重复执行某段算法的问题,这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构,C语言中提供四种循环,即goto循环、while循环、do –while循环和for循环。四种循环可以用来处理同一问题,一般情况下它们可以互相代替换,但一般不提倡用goto循环,因为强制改变程序的顺序经常会给程序的运行带来不可预料的错误,在学习中我们主要学习while、do…while、for三种循环。常用的三种循环结构学习的重点在于弄清它们相同与不同之处,以便在不同场合下使用,这就要清楚三种循环的格式和执行顺序,将每种循环的流程图理解透彻后就会明白如何替换使用,如把while循环的例题,用for语句重新编写一个程序,这样能更好地理解它们的作用。特别要注意在循环体内应包含趋于结束的语句(即循环变量值的改变),否则就可能成了一个死循环,这是初学者的一个常见错误。
在学完这三个循环后,应明确它们的异同点:用while和do…while循环时,循环变量的初始化的 *** 作应在循环体之前,而for循环一般在语句1中进行的;while 循环和for循环都是先判断表达式,后执行循环体,而do…while循环是先执行循环体后判断表达式,也就是说do…while的循环体最少被执行一次,而while 循环和for就可能一次都不执行。另外还要注意的是这三种循环都可以用break语句跳出循环,用continue语句结束本次循环,而goto语句与if构成的循环,是不能用break和 continue语句进行控制的。
顺序结构、分支结构和循环结构并不彼此孤立的,在循环中可以有分支、顺序结构,分支中也可以有循环、顺序结构,其实不管哪种结构,我们均可广义的把它们看成一个语句。在实际编程过程中常将这三种结构相互结合以实现各种算法,设计出相应程序,但是要编程的问题较大,编写出的程序就往往很长、结构重复多,造成可读性差,难以理解,解决这个问题的方法是将C程序设计成模块化结构。
(4)模块化程序结构
C语言的模块化程序结构用函数来实现,即将复杂的C程序分为若干模块,每个模块都编写成一个C函数,然后通过主函数调用函数及函数调用函数来实现一大型问题的C程序编写,因此常说:C程序=主函数+子函数。 因些,对函数的定义、调用、值的返回等中要尤其注重理解和应用,并通过上机调试加以巩固。
三.掌握一些简单的算法
编程其实一大部分工作就是分析问题,找到解决问题的方法,再以相应的编程语言写出代码。这就要求掌握算法,根据我们的《C程序设计》教学大纲中,只要求我们掌握一些简单的算法,在掌握这些基本算法后,要完成对问题的分析就容易了。如两个数的交换、三个数的比较、选择法排序和冒泡法排序,这就要求我们要清楚这些算法的内在含义,其中选择法排序和冒泡法排序稍难,但只要明白排序的具体过程,对代码的理解就不难了。如用选择法对10个不同整数排序(从小到大),选择法排序思路:设有10个元素a[1]~a[10],将a[1]与a[2]~a[10]比较,若a[1]比a[2]~a[10]都小,则不进行交换,即无任何 *** 作;若a[2]~a[10] 中有一个比a[1]小,则将其中最大的一个(假设为a)与a[1]交换,此时a[1]中存放了10个中最小的数。第二轮将a[2]与a[3]~a[10]比较,将剩下9个数中的最小者a与a[2]交换,此时a[2] 中存放的10个数中第2小的数;依此类推,共进行9轮比较,a[1]到a[10]就已按从小到大的顺序存放。即每一轮都找出剩下数中的最小一个,代码如下:
for(i=1;i<=9;i++)
for(j=i+1;j<=10;j++)
if(a>a[j]
{temp=a;
a=a[j];
a[j]=temp;
}
结语:当我们把握好上述几方面后,只要同学们能克服畏难、厌学、上课能专心听讲,做好练习与上机调试,其实C语言并不难学。
参考资料:
C++程序设计之四书五经(上篇)
C++是一门广泛用于工业软件研发的大型语言。它自身的复杂性和解决现实问题的能力,使
其极具学术研究价值和工业价值。和C语言一样,C++已经在许多重要的领域大获成功。
然而,一个不可否认的现实是,在低阶程序设计领域,C++挤压着C同时也在承受着C的强烈
反d,而在高阶程序设计领域,Java和C#正在不断蚕食着C++的地盘。也许C++与C合为一体
永远都是一个梦想,也许Java和C#的狂潮终将迫使C++回归本位 — 回到它有着根本性优势
的开发领域:低级系统程序设计、高级大规模高性能应用设计、嵌入式程序设计以及数值
科学计算等。果真如此,我认为这未尝不是一件好事。
C++吸引如此之多的智力投入,以至于这个领域的优秀作品,包括重量级的软件产品、程序
库以及书籍等,数不胜数。文题“C++程序设计之四书五经”一个不太严格的含义是:C++
程序设计之四书 ⅹ 五经。是的,在本文(及其下篇)中,我将分门别类推荐20多本C++好
书,你可以根据自己的需要选读。
TCPL和D&E
TCPL和D&E分别是《The C++ Programming Language》和《The Design and Evolution of
C++》的简称,均出自Bjarne Stroustrup之手。我将它们单列出来,首先是因为Bjarne是
C++语言的创建者,然后是因为比“首先”那个原因更重要的原因:这两本书是C++领域毋
庸置疑的杰作。说它们是C++语言圣经,并不为过。
Bjarne Stroustrup, The C++ Programming Language (Special 3rd Edition)
《C++程序设计语言(特别版)》,机械工业出版社
《C++程序设计语言(特别版)(英文影印版)》,高等教育出版社
迄今为止,TCPL是除了C++标准文献之外最权威的C++参考手册。和大多数人的看法不大一
样,我认为Bjarne的文字语言并不逊色于他所创建的程序语言,至少我喜欢这种学院气息
浓厚的作品。本书对C++语言的描述轮廓鲜明、直截了当。它从C++语言创建者的角度来观
察C++,这是任何别的作者和书籍做不到的 — 没有任何人比Bjarne自己更清楚该怎么来使
用C++。
这是一本严肃的著作,以中、高级C++开发人员为目标读者。如果你是一名有经验的C++程
序员,需要了解更加本质的C++知识,本书正是为你而写。它不是那种让你看了会不断窃喜
的小书,需要用心体会,反复咀嚼。在阅读过程中,请特别留心Bjarne先生强调了什么,
又对什么一语带过。我个人比较喜欢这本书的第四部分“使用C++做设计”,这样的内容在
类似的程序设计语言书籍中很难看到 — 我甚至认为Bjarne应该将这部分独立出来单独写
一本书。
Bjarne Stroustrup, The Design and Evolution of C++
《C++语言的设计和演化》,机械工业出版社
《C++语言的设计和演化(英文版)》,机械工业出版社
D&E是一本关于C++语言设计原理、设计决策和设计哲学的专著。它清晰地回答了C++为什么
会成为今天这个样子而没有变成另外一种语言。作为C++语言的创建者,Bjarne淋漓尽致地
展示了他独到而深刻的见解。除了广受赞誉的语言特性外,Bjarne没有回避那些引起争议
的甚至被拒绝的C++特性,他一一给出了逻辑严密、令人信服的解释。内容涵盖C++的史前
时代、带类的C、C++的设计规则、标准化、库、内存管理、多重继承、模板等,对包括异
常机制、运行时类型信息和名字空间在内的重要的新特性都分别进行了深入探讨。每一名
C++程序员都应该可以从Bjarne的阐释中加深对手中这门语言的认识。
需要再次提醒的是,这两本书知识浓缩,信息量极大,请不要错过Bjarne每一句看似漫不
经意的话。
入门教程
学习任何一门语言都需要一个从入门到精通、从新手到高手循序渐进的过程。不过,对于
一个所谓的新手而言,究竟是一个完完全全的新手,还是一个熟悉某种别的语言的“新手
”,甚至是在某种语言程序设计领域已经颇有建树的高手,很难一概而论?不同的C++新手
需要不同的入门书籍。
Andrew Koenig, Barbara E Moo, Accelerated C++: Practical Programming by Examp
le
《Accelerated C++中文版》,中国电力出版社
和市面上大多数C++教程不同,本书不是从“C++中的C”开始讲解,而是始于地道的C++特
性。从一开始就使用标准库来写程序,随着讲述的逐渐深入,又一一解释这些标准库组件
所依赖的基础概念。另外,和其他C++教材不同的是,这本书以实例拉动语言和标准库的讲
解,对后两者的讲解是为了给实例程序提供支持,而不是像绝大多数C++教材那样,例子只
是用作演示语言特性和标准库用法的辅助工具。
作者在C++领域的编程实践、教育培训以及技术写作方面都是世界一流水准。我喜欢这种大
量使用标准库和C++语言原生特性的清新的写作风格。在这本教材面前,几乎迄今为止的所
有C++教材都黯然失色或显得过时。尽管这本教材也许对于国内的高校教育来说有些前卫,
不过我仍然极力向我的同行们推荐。顺带一提,在Bjarne和我最近的一封通信里,他这样
评价本书:对于有经验的程序员学习C++而言,这本书可能是世界上最好的一本。
Stanley BLippman, Josee Lajoie, C++ Primer (3rd Edition)
《C++ Primer (3RD)中文版》,中国电力出版社
这本书的名字多少有点让人误解。尽管作者声称这本书是为C++新手而写,但无论是它的厚
度还是讲解的深度都暴露了似乎并非如此。也许说它是一本“从入门到精通”的C++教程会
更合适一些。我个人认为它并不适合完全不懂C++的初学者 — 在阅读这本书之前,你至少
应该先有那么一点C或C++的背景知识,或者至少要具有一些其他语言的编程经验。
尽管这本书省略了一些高级C++特性的讨论,但仍然可以称得上是迄今为止最全面的C++学
习教程。事实上,如果一名C++初学者能够扎扎实实地读完本书并对照《C++ Primer Answ
er Book》完成全部习题的话,他的水平肯定可以进入职业C++程序员的行列。我个人认为
,即使你已经拥有了TCPL,这本书依然有拥有的价值,因为在许多方面它比TCPL来得更详
细、更易懂。
Stanley B Lippman, Essential C++
《Essential C++中文版》,华中科技大学出版社
《Essential C++(影印版)》,中国电力出版社
可以不太严格地认为这本书是《C++ Primer》的精简版。本书一一讲述了C++中最具代表性
的主题,包括过程式编程、泛型编程、基于对象编程、面向对象编程、模板编程以及异常
处理等。Stanley将门槛调低到“具有其他语言程序设计经验”的C++新手所能接受的最基
本的层次,使他们能够迅速开始使用C++编程而又免于阅读《C++ Primer》那样的大部头。
它以实例引导学习,力图使读者在最短的时间内把握C++的精粹。
也许换一个人来概述C++编程范型(paradigm)的方方面面需要好几百页才能说清楚,但这
本小书不可思议地做到了这一点。我个人非常喜欢这种满是技术、简明扼要并且“有话好
好说”的书。这本书同样具有一个明显的风格:所有程序例子全部采用标准库组件,让人
耳目一新。
以上三本书都不是为了完完全全的编程新手而写。完全的C++编程新手可以阅读Francis G
lassborow的新书(尚未出版):《A Beginners Introduction to Computer Programmin
g : You Can Do It!》。这也是Bjarne的推荐。Francis Glassborow是ACCU主席,多年来
他对几乎每一本C++经典名著评头论足,他自己的这一本自然会引起C++社群的极大兴趣。
高效、健壮编程
两年前我在负责一个省级电力调度系统项目时编写了一个网关程序,它从SCADA系统获取电
力实时信息。通讯接口采用了不常用的数据库直连方式(这个网关程序一端连接SQL Serv
er 65,另一端连接Oralce 816)。由于实时测点近万,每次将全部取样更新或插入一
遍显然是低效的。我在网关程序里建了一个内存库,获取到的数据首先在其中进行比较,
然后决定是否更新物理数据库(同时还做了别的更复杂的事情……),从而在效率和资源
占用两方面达到了预期效果。
这个程序一直运行得很好,但在离开现场之后的某一天,系统管理员打来电话,说大概因
为网络故障等原因,有时这个网关程序会崩溃掉 — 它自己崩掉也就罢了,问题是它还会
把Windows 2000 Advanced Server搞成“蓝屏”!坦白地说,我还从来没看过哪个非蓄意
的程序有这个“能耐”。由于当时正忙于另外一个大项目,无法去现场调试,最后只有凭
经验对内存库代码小心翼翼地封装以异常处理代码(同时也做了一些别的修改……)。这
样,虽然没有彻底解决问题,但程序终究不再死得那么难看了。
在这儿讲这么一段花絮有什么意思呢(当初为那个可怕的bug朝思暮想时我可不认为这是一
个“花絮”)?我想说的是,对于任何软件而言,离开强健,效率也就无从谈起。而对于
C++程序员来说,也许编写一个高效的程序并不难,但要编写一个需要7 ⅹ 24小时持续运
行的服务端软件就不是那么容易了,需要考虑许多因素,有时这些因素甚至远远超出C++语
言和开发工具的本身。作为一名开发实际项目软件的程序员,并非非得自己碰钉子才能积
累经验,只要我们足够虚心,别人的经验往往都是我们很好的借鉴。鉴于此,我推荐以下
几本书供你选读,它们可以让你从强健和效率两方面受益(当然了,它们涵盖的内容远不
限于异常处理J)。
Scott Meyers, Effective C++: 50 Specific Ways to Improve Your Programs and Des
ign (2nd Edition)
Scott Meyers, More Effective C++: 35 New Ways to Improve Your Programs and Des
igns
《Effective C++中文版》,华中科技大学出版社
《More Effective C++中文版》,中国电力出版社
《Effective C++(影印版)》,中国电力出版社
如果说《Effective C++》主要讨论C++中一些相对基础的概念和技巧的话,那么《More E
ffective C++》则着重探讨了包括异常处理在内的一系列高级技术。与前者相比,后者具
有两大主要区别:其一,它包含很多时新的标准C++的内容;第二,它讨论的主题倾向于“
战略化”而非“战术化”,并且讨论得更深入、更彻底。尤其是对虚析构函数、智能指针
、引用计数以及代理类(proxy classe)等技术和模式论述的深入程度,让人很难想象是
出现于这样的一本小书之中。
游刃有余的技术,高超的写作技巧,Scott无疑是世界上最优秀的C++技术作家之一。在简
洁、清晰、易读等方面,这两本书都卓尔不群。总之,Scott提供的这85个可以改善编程技
术和设计思维的方法,都是中、高级C++程序员必备的技能。我强烈推荐这两本书(实际上
还有一本,稍后就会看到)。
Herb Sutter, Exceptional C++: 47 Engineering Puzzles, Programming Problems, an
d Solutions
Herb Sutter, More Exceptional C++: 40 New Engineering Puzzles, Programming Pro
blems, and Solutions
《Exceptional C++中文版》,中国电力出版社
《More Exceptional C++中文版》,华中科技大学出版社
你自认为是一名C++语言专家吗?读一读ISO C++标准委员会秘书长的这两本书再回答。在
这两本书中,Herb采用了“问答”的方式指导你学习C++语言特性。对于每一个专题,Her
b首先合理地设想出你的疑问和困惑,接着又猜测出你十有八九是错误的解答,然后给你以
指点并提出最佳解决方案,最后还归纳出解决类似问题的普适性原则。
这两本书是典型的深究C++语言细节的著作,很薄,但内容密集,远远超过Scott的那两本
书,读起来很费脑筋 — 我个人认为它们要比Scott的书难懂得多。若要研习这薄薄的两本
书所包含的知识,至少需要花费数月的时间!(在Scott的荐序中,他坦陈不止一次陷入G
otW问题的陷阱,你应该知道这意味着什么)对于语言细节的深究有什么好处呢?尽管在大
多数情况下,我们不必关心C++代码幕后的动作,然而当我们不得不关心时,这两本书可以
为我们提供很好的线索,因为它们揭示了C++语言中微妙而又至关重要的东西。
Stephen C Dewhurst, C++ Gotchas: Avoiding Common Problems in Coding and Desig
n
《C++程序设计陷阱》,中国青年出版社
Stephen的理论素养和实践经验注定这是一本值得一读的好书。Stephen曾经是贝尔实验室
中第一批C++使用者。他已经使用C++成功解决了包括编译器、证券交易、电子商务以及嵌
入式系统等领域中的问题。本书汇集了作者来自开发一线的99条编程真知灼见,洞悉它们
,你可以避免几乎所有常见的C++设计和编程问题。
我甚至认为,对于C++编程菜鸟而言,阅读这本书会比阅读Scott和Herb的书更能轻松而立
竿见影地获得更大的提高。我个人很喜欢这本书的写作风格 — Stephen的许多观点看似极
端却无可辩驳。当然了,这种自信(以及冷幽默)来自于作者深厚的技术素养,而非自大
的偏执。
除了上面推荐的书籍外,Dov Bulka和 David Mayhew合著的《Efficient C++: Performan
ce Programming Techniques》(《提高C++性能的编程技术》,清华大学出版社)也值得
一看。这本超薄小书聚焦于高性能C++应用程序开发。两位作者都是IBM软件专家,都工作
于对性能要求极高的系统构建领域,本书是他们的经验之谈。也有人不喜欢这本书,因为
它花了不少的篇幅讲述和C++无关的东西,我却恰恰因为这一点而对这本书产生好感,正是
这些东西让我开阔了眼界。
模板和泛型编程
模板和基于模板的泛型编程无疑是当今发展最活跃的C++程序设计技术。模板的第一个革命
性的应用是STL,它将模板技术在泛型容器和算法领域的运用展现得淋漓尽致,而Boost、
Loki等现代程序库则将模板技术的潜能不断发挥到极致。在模板和泛型编程领域,我推荐
以下两本重量级著作:
David Vandevoorde, Nicolai M Josuttis, C++ Templates: The Complete Guide
《C++ Templates全览(繁体版)》,台湾碁峰资讯股份有限公司
《C++ Templates全览(简体版)》,人民邮电出版社
有一种老套的赞美一本书的手法,大致是“没有看过这本书,你就怎么怎么地”,这里面
往往夸张的成分居多。不过,倘若说“没有看过《C++ Templates: The Complete Guide》
,你就不可能精通C++模板编程”,那么这个论断对于世界上绝大多数C++程序员来说是成
立的。
这本书填补了C++模板书籍领域由来已久的空白。此前,上有《Modern C++ Design》这样
的专注于模板高级编程技术和泛型模式的著作,下有《The C++ Standard Library》这样
的针对特定模板框架和组件的使用指南。然而,假如对模板机制缺乏深入的理解,你就很
难“上下”自如。鉴于此,我向每一位渴望透彻理解C++模板技术的朋友推荐这本书。
这本书在内地、台湾各有一个译本,但出自不同的译者之手。当你看到这篇文章时,两个
译本应该都已经上市,对于读者来说当然也就多了一种选择。侯捷先生个人网站上开放了
繁体译本大部分章节,不妨先睹为快。
Andrei Alexandrescu, Modern C++ Design: Generic Programming and Design Pattern
s Applied
《C++设计新思维:泛型编程与设计模式之应用》,华中科技大学出版社
《C++设计新思维(影印版)》,中国电力出版社
你自认为是C++模板编程高手吗?请看过这本书再回答J 这是一本出自天才之手令人敬畏的
杰作。泛型模式,无限延伸你的视野,足以挑战任何一名C++程序员的思维极限。
这本书共分为两大部分,第一部分讨论了 Loki程序库采用的基础技术以及一些高级语言特
性,包括基于策略的类设计、模板局部特化、编译期断言、Typelist以及小型对象分配技
术等。第二部分则着重介绍了Loki中的重要组件和泛型模式技术,包括泛化仿函数(Gene
ralization Functor)、单件(Singleton)、智能指针、对象工厂(Object Factory)、
抽象工厂(Abstract Factory)、访问者(Visitor)以及多方法(Multimethods)等。每
一种技术都让人大开眼界,叹为观止。
在C++的学习方面,过犹不及往往成了不求甚解的借口。然而,面向对象并非C++的全部,
模板和泛型编程亦占半壁江山。对于“严肃”的C++程序员而言,及时跟进这项早经例证的
成功技术,不失为明智之举。
结语
这些著作是如此大名鼎鼎,也许根本不缺我一个推荐。然而,纵然C++程序员队伍的发展壮
大速度不像其他更时髦的语言那样迅速,新人进总是多于旧人出。除了热忱地欢迎新人,
我个人认为到了对C++书籍进行“盘点”的时候了,并且希望这样的“盘点”有益于感兴趣
的读者。请保持耐心和宽厚。在下篇中,我将继续介绍标准库、网络编程以及其他方面的
C++好书。有好书相伴,这个冬天不会冷。
C++程序设计之四书五经(下篇)
我在上篇中“盘点”了TCPL和D&E以及入门教程、高效和健壮编程、模板和泛型编程等方面
共十几本C++好书。冬去春来,让我们继续C++书籍精彩之旅J
标准库
当我还在研究院工作时,与同院另外两家研究所合作开发过一个大型水利枢纽调度集成项
目。我们三家软件系统之间都要相互通信。在调试通讯模块时,细心的客户(一名好学的
系统管理员)发现对于同一通信规约的解释代码,我的不超过30行,而对方的则超过了15
0行且很难看懂。这位系统管理员很纳闷,我说大家编程风格和习惯不一样,我使用了标准
库,而他使用了传统C编程风格以及他所习惯的另外一些技术。
别误会!我绝无贬低这位合作伙伴的意思。事实上,我对那些真正有着深厚的C编程功力的
程序员常常怀有钦佩之心。毕竟,C++能有今天的成功在很大程度上缘于它深深地植根于C
。作为一名C++程序员,倘若不熟悉C++中的C,我往往会认为他的基本功是不扎实的,他的
技术底气是不足的。
不过话又说回来,C++是一种多范型(paradigm)编程语言,具体采用哪种编程风格,专业
程序员应该知道视具体情况而定。作为一名经常需要在现场做即兴开发的项目负责人,为
了短平快地解决当务之急,我习惯尽量采用现有的库(和组件)。效率(以及强健性)久
经验证的C++标准库已经摆在那儿了,何乐而不用呢?
Nicolai M Josuttis, The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference
《C++标准程序库:自修教程与参考手册》,华中科技大学出版社
这是一本百科全书式的C++标准库著作,是一本需要一再查阅的参考大全。它在完备性、细
致性以及精确性方面都是无与伦比的。本书详细介绍了每一标准库组件的规格和用法,内
容涵盖包括流和本地化在内的整个标准库而不仅仅是STL。正如本书副标题所示,它首先适
合作为教程阅读,尔后又可用作参考手册。
浅显易懂的写作风格使得这本书非常易读。如果你希望学习标准库的用法并尽可能地发挥
其潜能,那你必须拥有这本书。正如网络上所言,这本书不仅仅应该摆在你的书橱中,更
应该放到你的电脑桌上。我向每一位职业C++程序员强烈推荐。
Angelika Langer, Klaus Kreft, Standard C++ IOStreams and Locales: Advanced Pro
grammer's Guide and Reference
《标准C++输入输出流与本地化》,人民邮电出版社
C++标准库由STL、流和本地化三部分构成。关于STL的书市面上已经有不少,但罕见流和本
地化方面的专著。本书是这两个领域中最优秀的一本,迄今为止没有任何一本书比这一本
更全面详尽地讨论了流和本地化。如果你不满足于停留在“会用”流库的层面,千万不要
错过它。
2001年夏天,我草草翻阅过这本书的中文版,从内容到包装都给我留下了比较深刻的印象
— 不过负面的居多一些。2003年秋天,无意中得知某网络书店正以超低价格甩卖这本书
的中译本,情不自禁,一阵唏嘘。
Scott Meyers, Effective STL: 50 Specific Ways to Improve Your Use of the Stand
ard Template Library
《Effective STL(影印版)》,中国电力出版社
读完Scott 的《Effective C++》和《More Effective C++》的中译本之后,我一直期待这
本书的中文版。我从潘爱民先生的个人主页上了解到,他和他的合作伙伴似乎早已完成了
这本书的翻译工作,可惜至今市面上仍不得见。幸运的是,我们可以看到它的原版。
本书是使用STL的程序员必读之作。在这本书中,Scott向我们讲述STL容器和算法的工作机
制以及如何以最佳方式使用它们。和Scott的其他作品一样,这本书的写作风格清晰、精确
,具有极佳的可读性。看过这本书以后,我想你也许会和我以及其他C++程序员一样产生这
样的想法:Scott什么时候会写出一本“More Effective STL”?
关于STL,我还提醒你留心Matthew H Austern的《Generic Programming and the STL:
Using and Extending the C++ Standard Template Library》(《泛型编程与STL》,中
国电力出版社)。这本书散发着浓厚的学院气息。Andrew Koenig和Barbara Moo在《Acce
lerated C++: Practical Programming by Example》一书末尾郑重推荐另外两本进阶好书
(除了他们自己的《Ruminations on C++》外),其中一本是TCPL,另外一本就是本书!
网络编程
在网络编程时代,C++应该扮演着怎样的角色,让ACE(Adaptive Communications Enviro
nment)来告诉你。
Douglas C Schmidt, Stephen D Huston, C++ Network Programming, Volume 1: Mast
ering Complexity with ACE and Patterns
Douglas C Schmidt, Stephen D Huston, C++ Network Programming, Volume 2: Syst
ematic Reuse with ACE and Frameworks
《C++网络编程,卷1:运用ACE和模式消除复杂性》,华中科技大学出版社
《C++网络编程,卷2:基于 ACE 和框架的系统化复用》,电子工业出版社
采用C++进行企业级网络编程,目前ACE(以及这两本书)是一个值得考虑的选择。ACE是一
个面向对象、跨平台、开放源码的网络编程框架,目标在于构建高性能网络应用和中间件
。Douglas是ACE的创始人,Stephen则已为ACE提供了数年的技术支持和顾问服务,两位都
是ACE社群(是的,ACE的影响和实际应用的程度已经形成了一个社群)的专家。
ACE并不单单被大学和研究所追捧,它已经被成功地应用于世界上成千上万个商业应用中。
在电信、宇航、医药和财经领域的网络系统中,ACE已经并继续发挥着重要的作用。如果你
准备开发高性能通讯系统,你应该考虑考虑这一汇集世界顶尖专家智慧的成果。
除了使用C++面向对象设计技术和模板等高级语言特性外,ACE还运用了大量的模式。《C+
+网络编程》卷1和卷2并不仅仅教你关于ACE的方方面面,它还会教给你模式和通用框架设
计等高级技术等。所以,作为一名中、高级C++程序员,即使你很少进行正儿八经的C++网
络程序设计,阅读这两本书同样可以从中受益。
是的,并非所有网络应用都要使用Web服务器(以及其他应用服务器)和重量级组件模型,
换个思路,它们或许也可以从轻量级的ACE组件中获益。
杂项
以下这几本书之所以被列入“杂项”单元,只是因为我没有考虑出更合适的归类方法,它
们和上面的书籍一样,值得一读。
Bruce Eckel, Thinking in C++, Volume 1: Introduction to Standard C++ (2nd Edit
ion)
Bruce Eckel, Thinking in C++, Volume 2: Practical Programming (Second Edition)
《C++编程思想(第2版)第1卷:标准C++导引》,机械工业出版社
《C++编程思想(英文版 第2版)》,机械工业出版社
《Thinking in C++》的第1版于1996年荣获“软件研发”杂志评选的图书震撼大奖。最新
推出的第2版对内容进行了大幅改写和调整,以反映C++标准化带来的影响以及近几年面向
对象领域最新研究和实践成果。“输入输入流”、“多重继承”、“异常处理”和“运行
时类型识别”等高级主题连同C++标准化以后增加的一些内容则被放入第二卷中。Bruce是
一名经验丰富的C++讲师和顾问,其培训和写作经验都是世界一流水准,他的作品比那些“
玩票”的技术人员写的东西更能吸引读者。事实上,在同类图书中,对于大多数读者而言
,这本书的可读性要超过TCPL和《C++ Primer》。顺带一提,访问作者的站点,你可以先
睹第二卷的风采。
Andrew Koenig, Barbara E Moo, Ruminations on C++: A Decade of Programming Ins
ight and Experience
《C++沉思录》,人民邮电出版社
Andrew是世界上屈指可数的C++专家。这是一本关于C++编程思想和程序设计技术而非语言
细节的著作。如果你已经具有一定的基础,这本书将教你在进行C++编程时应该怎样思考,
应该如何表达解决方案。整本书技术表达透彻,文字通俗易懂。Bjarne这样评价这本书:
本书遍布“C++是什么、C++能够做什么”的真知灼见。
Stanley B Lippman, Inside The C++ Object Model
《深度探索C++对象模型》,华中科技大学出版社
《深度探索C++对象模型(影印版)》,中国电力出版社
从编译器的角度观察C++可以使你知其然并知其所以然。本书探讨了大量的C++面向对象程
序设计的底层运作机制,包括构造函数、函数、临时对象、继承、虚拟、模板的实例化、
异常处理、运行期类型识别等,另外还介绍了一些在实现C++对象模型过程中做出的权衡折
衷。喜
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