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內(nèi)容簡介

　　ModernC++Design是一部重要的著作，它從根本上層示了genericpatterns（泛型模式）或patterntemplates（模式模板），并將它們視之為“在C++中創(chuàng)造可擴充設(shè)計”的一種功能強大的新方法，這種方法結(jié)合了template和patterns，你可能未曾想過，但的確存在。如果你的工作涉及C++設(shè)計和編程。那么你應(yīng)該閱讀本書。我極力推薦。——HerbSutter關(guān)于C++，還有什么沒被說過的？很多，本書證明了這一點——節(jié)錄自JohnVissides為本書所作的序在ModernC++Design中，Andrei，Alexandrescu為C++程序員開創(chuàng)了一個新天地。在展現(xiàn)非凡創(chuàng)造力和精湛編程技藝的同時，Alexandrescu提供了融合designpatterns（設(shè)計模式）、genericprogramming（泛型編程）、C++等在內(nèi)的尖端設(shè)計技術(shù)。幫助程序員撰寫清晰、靈活、高度可復(fù)用的代碼。本書提出genericcomponents（泛型組件）的概念，這是一種可復(fù)用的設(shè)計模板（reusabledesigntemplates），用來產(chǎn)生規(guī)范的C++代碼，供編譯器使用。泛型組件提供了從design到code之間簡易而無縫的過渡，產(chǎn)生出更能表達原始設(shè)計意圖的代碼，并支持設(shè)計結(jié)構(gòu)的復(fù)用只需更動最少量的代碼。作者闡釋建造泛型組件所需的C++專門技巧和特性。而后針對現(xiàn)實世界中的應(yīng)用，提供工業(yè)強度之泛型組件實現(xiàn)品。對于C++開發(fā)人員日常工作中反復(fù)遇到的問題，在此進行了深入的探討，并通過泛型方式實現(xiàn)。內(nèi)容包括：·高度靈活的policybaseddesign·Partialtemplatespecialization（模板偏特化）·Typelists，一個功能強大、用于型別操控的結(jié)構(gòu)·Visitor、Singleton、Command、Factories等模式（patterns）·Multi-methodengine針對每一個泛型組件，本書都提出了基本問題和設(shè)計選擇。最后實現(xiàn)其泛型解決方案、此外。本書相關(guān)網(wǎng)站http：//www.awl.com/cseng/titles/0-201-70431-5提供書中泛型組件的所有實現(xiàn)品，并提供作者發(fā)展的一個免費、可下載的C++程序庫Loki。Loki幾乎可為任何C++項目提供借鑒。本書提供了一組可復(fù)用的設(shè)計產(chǎn)品─所謂“泛型組件”，以及設(shè)計這些組件所需要的技術(shù)。這些泛型組件為用戶帶來的明顯好處，集中于程序庫方面，而處于更廣泛的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)空間中。本書提供的編程技術(shù)和實作品（implementation）所反映的任務(wù)和議題，傳統(tǒng)上落于設(shè)計范疇之中，是編寫代碼之前必須完成的東西。由于身處較高層次，泛型組件就有可能以一種不同尋常但簡潔。易于表達。易于維護的方式，將復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)反映到代碼中。這里結(jié)合了三個要素：設(shè)計模式（designpatterns）、泛型編程（genericprogramming）、C++。結(jié)合這些要素后，我們獲得極高層次的可復(fù)用性，無論是橫向或縱向。從橫向空間來看，少量librarycode就可以實現(xiàn)組合性的、實質(zhì)上具有無窮數(shù)量的結(jié)構(gòu)和行為。從橫向空間來看，由于這些組件的通用性，它們可廣泛應(yīng)用于各種程序中。本書極大歸功于設(shè)計模式（designpatterns）—面臨面向?qū)ο蟪绦蜷_發(fā)中的常見問題時，它是強有力的解決方案。設(shè)計模式是經(jīng)過提煉的出色設(shè)計方法，對于很多情況下碰到的問題，它都是合理而可復(fù)用的解決方案。設(shè)計模式致力于提供深具啟發(fā)、易于表達和傳遞的設(shè)計詞匯。它們所描述的，除了問題（problem）之外，還有久經(jīng)考驗的解法及其變化形式，以及選擇每一種方案所帶來的后果。設(shè)計模式超越了任何一種設(shè)計語言所能表達的東西─無論那種語言多么高級。本書遵循并結(jié)合某些設(shè)計模式，提供的組件可以解決廣泛的具體問題。泛型編程是一種典范（paradigm），專注于將型別（type）抽象化，形成功能需求方面的一個精細集合，并利用這些需求來實現(xiàn)算法。由于算法為其所操作的型別定義了嚴格、精細的接口，因此相同的算法可以運用于廣泛的型別集（awidecollectionoftypes）。本書提供的實作品采取泛型編程技術(shù)，以最小代價獲得足以和手工精心編寫的代碼相匹敵的專用性。高度簡潔和效率。C++是本書使用的唯一工具。在本書中，你不會看到漂亮的窗口系統(tǒng)。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)程序庫或靈巧的日志記錄（logging）機制。相反的，你會發(fā)現(xiàn)很多基礎(chǔ)組件，這些組件易于實現(xiàn)以上所有系統(tǒng)（甚至更多）。C++具有實現(xiàn)這一切所需要的廣度，其底層的C內(nèi)存模型保證了最原始效率（rawperformance），對多態(tài)（polymorphism）的支持成就了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，templates則展現(xiàn)為一種令人難以置信的代碼生成器。Templates遍及本書所有代碼，因為它們可以令用戶和程序庫之間保持最密切的協(xié)作。在遵循程序庫約束的基礎(chǔ)上，程序庫的用戶可以完全控制代碼的生成方式。泛型組件庫的角色在于，它可以讓用戶指定的型別和行為，與泛型組件結(jié)合起來，形成合理的設(shè)計。由于所采技術(shù)之靜態(tài)特性，在結(jié)合和匹配相應(yīng)組件時，產(chǎn)生的錯誤通常在編譯期便得以發(fā)現(xiàn)。本書最明顯的意圖在于創(chuàng)建泛型組件，這些組件預(yù)先實現(xiàn)了設(shè)計模塊，主要特點是靈活、通用、易用、泛型組件并不構(gòu)成framework。實際上它們采用的作法是互補性的，雖然framework定義了獨立的classes，用來支持特定的對象模型，但泛型組件（s）是輕量級設(shè)計工具，互相獨立，可自由組合和匹配。實現(xiàn)frameworks時泛型組件可帶來很大幫助。

作者簡介

暫缺《C++設(shè)計新思維：泛型編程與設(shè)計模式之應(yīng)用》作者簡介

圖書目錄

譯序by 侯捷 i 譯序by 於春景 iii 目錄 v 序言by Scott Meyers xi 序言by John Vlissides xv 前言 xvii 致謝 xxi 第一篇技術(shù)（Techniques） 1 第1章基于Policy的Class設(shè)計（Policy-Based Class Design） 3 1.1 軟件設(shè)計的多樣性（Multiplicity） 3 1.2 全功能型（Do-It-All）接口的失敗 4 1.3 多重繼承（Multiple Inheritance）是救世主？ 5 1.4 Templates帶來曙光 6 1.5 Policies和Policy Classes 7 1.6 更豐富的Policies 12 1.7 Policy Classes的析構(gòu)函數(shù)（Destructors） 12 1.8 通過不完全具現(xiàn)化（Incomplete Instantiation） 而獲得的選擇性機能（Optional Functionality） 13 1.9 結(jié)合Policy Classes 14 1.10 以Policy Classes定制結(jié)構(gòu) 16 1.11 Policies的兼容性 17 1.12 將一個Class分解為一堆Policies 19 1.13 摘要 20 第2章技術(shù)（Techniques） 23 2.1 編譯期（Compile-Time）Assertions 23 2.2 Partial Template Specialization（模板偏特化） 26 2.3 局部類（Local Classes） 28 2.4 常整數(shù)映射為型別（Mapping Integral Constants to Types） 29 2.5 型別對型別的映射（Type-to-Type Mapping） 31 2.6 型別選擇（Type Selection） 33 2.7 編譯期間偵測可轉(zhuǎn)換性（Convertibility）和繼承性（Inheritance） 34 2.8 type_info的一個外覆類（Wrapper） 37 2.9 NullType和EmptyType 39 2.10 Type Traits 40 2.11 摘要 46 第3章 Typelists 49 3.1 Typelists的必要性 49 3.2 定義Typelists 51 3.3 將Typelist的生成線性化（linearizing） 52 3.4 計算長度 53 3.5 間奏曲 54 3.6 索引式訪問（Indexed Access） 55 3.7 查找Typelists 56 3.8 附加元素至Typelists 57 3.9 移除Typelist中的某個元素 58 3.10 移除重復(fù)元素（Erasing Duplicates） 59 3.11 取代Typelist中的某個元素 60 3.12 為Typelists局部更換次序（Partially Ordering） 61 3.13 運用Typelists自動產(chǎn)生Class es 64 3.14 摘要 74 3.15 Typelist要點概覽 75 第4章小型對象分配技術(shù)（Small-Object Allocation） 77 4.1 缺省的Free Store分配器 78 4.2 內(nèi)存分配器的工作方式 78 4.3 小型對象分配器（Small-Object Allocator） 80 4.4 Chunks（大塊內(nèi)存） 81 4.5 大小一致（Fixed-Size）的分配器 84 4.6 SmallObjAllocator Class 87 4.7 帽子下的戲法 89 4.8 簡單，復(fù)雜，終究還是簡單 92 4.9 使用細節(jié) 93 4.10 摘要 94 4.11 小型對象分配器（Small-Object Allocator）要點概覽 94 第二篇組件（Components） 97 第5章泛化仿函數(shù)（Generalized Functors） 99 5.1 Command設(shè)計模式 100 5.2 真實世界中的Command 102 5.3 C++ 中的可呼叫體（Callable Entities） 103 5.4 Functor Class Template骨干 104 5.5 實現(xiàn)“轉(zhuǎn)發(fā)式”（Forwarding）Functor::operator() 108 5.6 處理仿函數(shù) 110 5.7 做一個，送一個 112 5.8 引數(shù)（Argument）和返回型別（Return Type）的轉(zhuǎn)換 114 5.9 處理pointer to member function（成員函數(shù)指針） 115 5.10 綁定（Binding） 119 5.11 將請求串接起來（Chaining Requests） 122 5.12 現(xiàn)實世界中的問題之1：轉(zhuǎn)發(fā)式函數(shù)的成本 122 5.13 現(xiàn)實世界中的問題之2：Heap分配 124 5.14 通過Functor實現(xiàn)Undo和Redo 125 5.15 摘要 126 5.16 Functor要點概覽 126 第6章 Singletons（單件）實現(xiàn)技術(shù) 129 6.1 靜態(tài)數(shù)據(jù) + 靜態(tài)函數(shù) != Singleton 130 6.2 用以支持Singleton的一些C++ 基本手法 131 6.3 實施“Singleton的唯一性” 132 6.4 摧毀Singleton 133 6.5 Dead（失效的）Reference問題 135 6.6 解決Dead Reference問題（I）：Phoenix Singleton 137 6.7 解決Dead Reference問題（II）：帶壽命的Singletons 139 6.8 實現(xiàn)“帶壽命的Singletons” 142 6.9 生活在多線程世界 145 6.10 將一切組裝起來 148 6.11 使用SingletonHolder 153 6.12 摘要 155 6.13 SingletonHolder Class Template要點概覽 155 第7章 Smart Pointers（智能指針） 157 7.1 Smart Pointers基礎(chǔ) 157 7.2 交易 158 7.3 Smart Pointers的存儲 160 7.4 Smart Pointer的成員函數(shù) 161 7.5 擁有權(quán)（Ownership）管理策略 163 7.6 Address-of（取址）操作符 170 7.7 隱式轉(zhuǎn)換（Implicit Conversion）至原始指針型別 171 7.8 相等性（Equality）和不等性（Inequality） 173 7.9 次序比較（Ordering Comparisons） 178 7.10 檢測及錯誤報告（Checking and Error Reporting） 181 7.11 Smart Pointers to const和const Smart Pointers 182 7.12 Arrays 183 7.13 Smart Pointers和多線程（Multithreading） 184 7.14 將一切組裝起來 187 7.15 摘要 194 7.16 SmartPtr要點概覽 194 第8章 Object Factories（對象工廠） 197 8.1 為什么需要Object Factories 198 8.2 Object Factories in C++：Classes和Objects 200 8.3 實現(xiàn)一個Object Factory 201 8.4 型別標(biāo)識符（Type Identifiers） 206 8.5 泛化（Generalization） 207 8.6 細節(jié)瑣務(wù) 210 8.7 Clone Factories（克隆工廠、翻制工廠、復(fù)制工廠） 211 8.8 通過其他泛型組件來使用Object Factories 215 8.9 摘要 216 8.10 Factory Class Template要點概覽 216 8.11 CloneFactory Class Template要點概覽 217 第9章 Abstract Factory（抽象工廠） 219 9.1 Abstract Factory扮演的體系結(jié)構(gòu)角色（Architectural role） 219 9.2 一個泛化的Abstract Factory接口 223 9.3 實作出AbstractFactory 226 9.4 一個Prototype-Based Abstract Factory實作品 228 9.5 摘要 233 9.6 AbstractFactory和ConcreteFactory要點概覽 233 第10章 Visitor（訪問者、視察者） 235 10.1 Visitor 基本原理 235 10.2 重載（Overloading）：Catch-All函數(shù) 242 10.3 一份更加精煉的實作品：Acyclic Visitor 243 10.4 Visitor之泛型實作 248 10.5 再論 "Cyclic" Visitor 255 10.6 變化手段 258 10.7 摘要 260 10.8 Visitor泛型組件要點概覽 261 第11章 Multimethods 263 11.1 什么是Multimethods? 264 11.2 何時需要Multimethods？ 264 11.3 Double Switch-on-Type：暴力法 265 11.4 將暴力法自動化 268 11.5 暴力式Dispatcher 的對稱性 273 11.6 對數(shù)型（Logarithmic）Double Dispatcher 276 11.7 FnDispatcher 和對稱性 282 11.8 Double Dispatch（雙重分派）至仿函數(shù)（Functors） 282 11.9 引數(shù)的轉(zhuǎn)型：static_cast或dynamic_cast？ 285 11.10 常數(shù)時間的Multimethods：原始速度（Raw Speed） 290 11.11 將BasicDispatcher 和BasicFastDispatcher當(dāng)做Policies 293 11.12 展望 294 11.13 摘要 296 11.14 Double Dispatcher要點概覽 297 附錄一個超迷你的多線程程序庫（A Minimalist Multithreading Library） 301 A.1 多線程的反思 302 A.2 Loki的作法 303 A.3 整數(shù)型別上的原子操作（Atomic Operations） 303 A.4 Mutexes（互斥器） 305 A.5 面向?qū)ο缶幊讨械逆i定語意（Locking Semantics） 306 A.6 可有可無的（Optional）volatile標(biāo)識符 308 A.7 Semaphores, Events和其他好東西 309 A.8 摘要 309 參考書目（Bibliography） 311 索引（Index）