c++ prime 中文版.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：6.38M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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译序

前言

第一篇 C++概述

第1章开始

1.1 问题的解决

1.2 C++程序

1.3 预处理器指示符

1.4 注释

1.5 输入／输出初步

1.5.1 文件输入和输出

第2章 C++浏览

2.1 内置数组数据类型

2.2 动态内存分配和指针

2.3 基于对象的设计

2.4 面向对象的设计

2.5 泛型设计

2.6 基于异常的设计

2.7 用其他名字来命名数组

2.8 标准数组——向量

第二篇基本语言

第3章 C++数据类型

3.1 文字常量

3.2 变量

3.2.2 变量名

3.2.3 对象的定义

3.3 指针类型

3.4 字符串类型

3.4.1 C风格字符串

3.4.2 字符串类型

3.5 const限定修饰符

3.6 引用类型

3.7 布尔类型

3.8 枚举类型

3.9 数组类型

3.9.1 多维数组

3.9.2 数组与指针类型的关系

3.10 vector容器类型

3.11 复数类型

3.12 typedef名字

3.13 volatile限定修饰符

3.14 pair类型

3.15 类类型

第4章表达式

4.1 什么是表达式？

4.2 算术操作符

4.3 等于、关系和逻辑操作符

4.4 赋值操作符

4.5 递增和递减操作符

4.6 复数操作

4.7 条件操作符

4.6 sizeof操作符

4.9 new和delete表达式

4.10 逗号操作符

4.11 位操作符

4.12 bitset操作

4.13 优先级

4.14 类型转换

4.14.1 隐式类型转换

4.14.2 算术转换

4.14.3 显式转换

4.14.4 旧式强制类型转换

4.15 栈类实例

第5章语句

5.1 简单语句和复合语句

5.2 声明语句

5.3 if语句

5.4 switch语句

5.5 for循环语句

5.6 while语句

5.7 do while语句

5.8 break语句

5.9 continue语句

5.10 goto语句

5.11 链表示例

5.11.1 给出一个通用链表类

第6章抽象容器类型

6.1 我们的文本查询系统

6.2 vector还是list？

6.3 vector怎样自己增长

6.4 定义一个顺序容器

6.5 迭代器

6.6 顺序容器操作

6.7 存储文本行

6.8 找到一个子串

6.9 处理标点符号

6.10 任意其他格式的字符串

6.11 其他string操作

6.12 生成文本位置map

6.12.2 查找并获取map中的元素

6.12.3 对map进行迭代

6.12.4 单词转换map

6.12.5 从map中删除元素

6.13 创建单词排除集

6.13.1 定义set并放入元素

6.13.2 搜索一个元素

6.13.3 迭代一个set对象

6.14 完整的程序

6.15 multimap和multiset

6.16 栈

6.17 队列和优先级队列

6.18 回顾iStack类

第三篇基于过程的程序设计

第7章函数

7.1 概述

7.2 函数原型

7.2.1 函数返回类型

7.2.2 函数参数表

7.2.3 参数类型检查

7.3 参数传递

7.3.1 引用参数

7.3.2 引用和指针参数的关系

7.3.3 数组参数

7.3.4 抽象容器类型参数

7.3.5 缺省实参

7.3.6 省略号（ellipsis）

7.4 返回一个值

7.4.1 参数和返回值与全局对象

7.5 递归

7.6 inline函数

7.7 链接指示符：extern“C”

7.8 main()：处理命令行选项

7.8.1 一个处理命令行的类

7.9 指向函数的指针※

7.9.1 指向函数的指针的类型

7.9.2 初始化和赋值

7.9.3 调用

7.9.4 函数指针的数组

7.9.5 参数和返回类型

7.9.6 指向extern "C"函数的指针

第8章域和生命期

8.1 域

8.1.1 局部域

8.2 全局对象和函数

8.2.1 声明和定义

8.2.2 不同文件之间声明的匹配

8.2.3 谈谈头文件

8.3 局部对象

8.3.1 自动对象

8.3.2 寄存器自动对象

8.3.3 静态局部对象

8.4 动态分配的对象

8.4.1 单个对象的动态分配与释放

8.4.2 auto_ptr ※

8.4.3 数组的动态分配与释放

8.4.4 常量对象的动态分配与释放

8.4.5 定位new表达式

8.5 名字空间定义 ※

8.5.1 名字空间定义

8.5.2 域操作符（::）

8.5.3 嵌套名字空间

8.5.4 名字空间成员定义

8.5.5 ODR和名字空间成员

8.5.6 未命名的名字空间

8.6 使用名字空间成员 ※

8.6.1 名字空间别名

8.6.2 using 声明

8.6.3 using指示符

8.6.4 标准名字空间std

第9章重载函数

9.1 重载函数声明

9.1.1 为什么要重载一个函数名

9.1.2 怎样重载一个函数名

9.1.3 何时不重载一个函数名

9.1.4 重载与域 ※

9.1.5 extern "c" 和重载函数 ※

9.1.6 指向重载函数的指针 ※

9.1.7 类型安全链接 ※

9.2 重载解析的三个步骤

9.3 参数类型转换 ※

9.3.1 精确匹配的细节

9.3.2 提升的细节

9.3.3 标准转换的细节

9.3.4 引用

9.4 函数重载解析细节 ※

9.4.1 候选函数

9.4.2 可行函数

9.4.3 最佳可行函数

9.4.4 缺省实参

第10章函数模板

10.1 函数模板定义

10.2 函数模板实例化

10.3 模板实参推演 ※

10.4 显式模板实参 ※

10.5 模板编译模式 ※

10.5.1 包含编译模式

10.5.2 分离编译模式

10.5.3 显式实例化声明

10.6 模板显式特化 ※

10.7 重载函数模板 ※

10.8 考虑模板函数实例的重载解析 ※

10.9 模板定义中的名字解析 ※

10.10 名字空间和函数模板 ※

10.11 函数模板示例

第11章异常处理

11.1 抛出异常

11.2 try块

11.3 捕获异常

11.3.1 异常对象

11.3.2 栈展开

11.3.3 重新抛出

11.3.4 catch-all处理代码

11.4 异常规范

11.4.1 异常规范与函数指针

11.5 异常与设计事项

第12章泛型算法

12.1 概述

12.2 使用泛型算法

12.3 函数对象

12.3.1 预定义函数对象

12.3.2 算术函数对象

12.3.3 关系函数对象

12.3.4 逻辑函数对象

12.3.5 函数对象的函数适配器

12.3.6 实现函数对象

12.4 回顾iterator

12.4.1 插入iterator

12.4.2 反向iterator

12.4.3 iostream iterator

12.4.4 istream_iterator

12.4.5 ostream_iterator

12.4.6 五种 iterator

12.5 泛型算法

12.5.1 查找算法

12.5.2 排序和通用整序算法

12.5.3 删除和替换算法

12.5.4 排列组合算法

12.5.5 算术算法

12.5.6 生成和异变算法

12.5.7 关系算法

12.5.8 集合算法

12.5.9 堆算法

12.6 何时不用泛型算法

12.6.1 list::merge()

12.6.2 list::remove()

12.6.3 list::remove_if()

12.6.4 list::reverse()

12.6.5 list::sort()

12.6.6 list::splice()

12.6.7 list::unique()

第四篇基于对象的程序设计

第13章类

13.1 类定义

13.1.1 数据成员

13.1.2 成员函数

13.1.3 成员访问

13.1.4 友元

13.1.5 类声明和类定义

13.2 类对象

13.3 类成员函数

13.3.1 inline和非inline成员函数

13.3.2 访问类成员

13.3.3 私有与公有成员函数

13.3.4 特殊的成员函数

13.3.5 const和volatile成员函数

13.3.6 mutable数据成员

13.4 隐含的this指针

13.4.1 何时使用this指针

13.5 静态类成员

13.5.1 静态成员函数

13.6 指向类成员的指针

13.6.1 类成员的类型

13.6.2 使用指向类成员的指针

13.6.3 静态类成员的指针

13.7 联合：一种节省空间的类

13.8 位域（bit-field）：一种节省空间的成员

13.9 类域 ※

13.9.1 类域中的名字解析

13.10 嵌套类

13.10.1 在嵌套类域中的名字解析

13.11 作为名字空间成员的类 ※

13.12 局部类 ※

第14章类的初始化、赋值和析构

14.1 类的初始化

14.2 类的构造函数

14.2.1 缺省构造函数

14.2.2 限制对象创建

14.2.3 拷贝构造函数

14.3 类的析构函数

14.3.1 显式的析构调用

14.3.2 可能出现的程序代码膨胀

14.4 类对象数组和vector

14.4.1 堆数组的初始化 ※

14.4.2 类对象的vector

14.5 成员初始化表

14.6 按成员初始化 ※

14.6.1 成员类对象的初始化

14.7 按成员赋值 ※

14.8 效率问题 ※

第15章重载操作符和用户定义的转换

15.1 操作符重载

15.1.1 类成员与非成员

15.1.2 重载操作符的名字

15.2 友元

15.3 操作符=

15.4 操作符[]

15.5 操作符operator()

15.6 操作符->

15.7 操作符++和--

15.8 操作符new和delete

15.8.1 数组操作符new[]和delete[]

15.8.2 定位操作符new()和delete()

15.9 用户定义的转换

15.9.1 转换函数

15.9.2 用构造函数作为转换函数

15.10 选择一个转换 ※

15.10.1 函数重载解析——回顾

15.10.2 侯选函数

15.10.3 类域中的函数所调用的候选函数

15.10.4 对用户定义的转换序列划分等级

15.11 重载解析和成员函数 ※

15.11.1 重载成员函数的声明

15.11.2 候选函数

15.11.3 可行函数

15.12 重载解析和操作符 ※

15.12.1 候选的操作符函数

15.12.2 可行函数

15.12.3 二义性

第16章类模板

16.1 类模板定义

16.1.1 Queue和QueueItem类模板的定义

16.2 类模板实例化

16.2.1 非类型参数的模板实参

16.3 类模板的成员函数

16.3.1 Queue和QueueItem模板成员函数

16.4 类模板中的友元声明

16.4.1 Queue和QueueItem的友元声明

16.5 类模板的静态数据成员

16.6 类模板的嵌套类型

16.7 成员模板 ※

16.8 类模板和编译模式 ※

16.8.1 包含编译模式

16.8.2 分离编译模式

16.8.3 显式实例声明

16.9 类模板特化 ※

16.10 类模板部分特化 ※

16.11 类模板中的名字解析 ※

16.12 名字空间和类模板 ※

16.13 模板数组类

第五篇面向对象的程序设计

第17章类继承和子类型

17.1 定义一个类层次结构

17.1.1 面向对象的设计

17.2 确定层次的成员

17.2.1 定义基类

17.2.2 定义派生类

17.2.3 小结

17.3 基类成员访问

17.4 基类和派生类的构造

17.4.1 基类构造函数

17.4.2 派生类构造函数

17.4.3 另外一个类层次结构

17.4.4 迟缓型错误检测（Lazy error detection）

17.4.5 析构函数

17.5 基类和派生类虚拟函数

17.5.1 虚拟的输入／输出

17.5.2 纯虚拟函数

17.5.3 虚拟函数的静态调用

17.5.4 虚拟函数和缺省实参

17.5.5 虚拟析构函数

17.5.6 eval()虚拟函数

17.5.7 虚拟new操作符

17.5.8 虚拟函数、构造函数和析构函数

17.6 按成员初始化和赋值 ※

17.7 UserQuery管理类

17.7.1 定义UserQuery类

17.8 组合起来

第18章多继承和虚拟继承

18.1 准备阶段

18.2 多继承

18.3 public、private和protected继承

18.3.1 继承与组合（composition）

18.3.2 免除（exempting）个别成员的私有继承影响

18.3.3 protected继承

18.3.4 对象组合

18.4 继承下的类域

18.4.1 多继承下的类域

18.5 虚拟继承 ※

18.5.1 虚拟基类声明

18.5.2 特殊的初始化语义

18.5.3 构造函数与析构函数顺序

18.5.4 虚拟基类成员的可视性

18.6 多继承及虚拟继承实例 ※

18.6.1 带有范围检查的Array派生类

18.6.2 排序的Array派生类

18.6.3 多重派生的Array类

第19章 C++中继承的用法

19.1 RTTI

19.1.1 dynamic_cast操作符

19.1.2 typeid操作符

19.1.3 type_info类

19.2 异常和继承

19.2.1 定义为类层次结构的异常

19.2.2 抛出类类型的异常

19.2.3 处理类类型的异常

19.2.4 异常对象和虚拟函数

19.2.5 栈展开和析构函数调用

19.2.6 异常规范

19.2.7 构造函数和函数try块

19.2.8 C++标准库的异常类层次结构

19.3 重载解析过程和继承 ※

19.3.1 候选函数

19.3.2 可行函数和用户定义的转换序列

19.3.3 最佳可行函数

第20章 iostream库

20.1 输出操作符<<

20.2 输入

20.2.1 字符串输入

20.3 其他输入／输出操作符

20.4 重载输出操作符<<

20.5 重载输入操作符>>

20.6 文件输入和输出

20.7 条件状态

20.8 string流

20.9 格式状态

20.10 强类型库

泛型算法（按字母排序）

accumulate()

adjacent_difference()

adjacent_find()

binary_search()

copy()

copy_backward()

count()

count_if()

equal()

equal_range()

fill()

fill_n()

find()

find_if()

find_end()

find_first_of()

for_each()

generate()

generate_n()

includes()

inner_product()

inplace_merge()

iter_swap()

lexicographical_compare()

lower_bound()

max()

max_element()

min()

min_element()

merge()

mismatch()

next_permutation()

nnth_element()

partial_sort()

partial_sort_copy()

partial_sum()

prev_permutation()

random_shuffle()

remove()

remove_copy()

remove_if()

remove_copy_if()

replace()

replace_copy()

replace_if()

replace_copy_if()

reverse()

reverse_copy()

rotate()

rotate_copy()

search()

search_n()

set_difference()

set_intersection()

set_symmetric_difference()

set_union()

sort()

stable_partition()

stable_sort()

swap()

swap_range()

transform()

unique()

unique_copy()

upper_bound()

堆算法

make_heap()

pop_heap()

push_heap()

sort_heap()

英汉对照索引

凡例

符号

深入系列 Primer 第三版中中文文版版潘爱民张丽译 Stanley B Lippman J o s é e L a j o i e 著 Addison-Wesley 中国电力出版社 www.infopower.com.cn

译序这是我心仪已久的一本书我相信很多读者也有同样的感受在所有的编程语言中 C++可以说是最为复杂的它既是一门传统的编程语言也是一门新的编程语言说它是一门传统语言是因为 C++诞生已将近 20 年的历史了特别是最近 10 年来 C++得到了快速的发展 C++是计算机软件领域中覆盖面最为广阔的编程语言并且与 C++相关的智力投入也是其他任何一门语言所无法比拟的人们对于 C++的研究已经远远超出了对于一门编程语言所应有的关注所以现在的 C++已经非常成熟有大量的资源文档书籍源代码等等可供我们使用说 C++是一门新的编程语言是因为在 1998 年 C++由 ISO International Standards Organization 完成了标准化从此 C++领域有了统一的标准所有的编译器都将向标准靠拢或者说与标准兼容这有利于我们写出可移植的 C++代码来同时 C++标准也统一了 C++标准库为 C++用户提供了最为基本的基础设施 C++经历了多年的发展终于有了一个相对稳定的版本所以我们应该用一种新的眼光来看待 C++ 而不再简单地把 C++认为是 C 语言的超集本书正是新版本 C++的写照通过本书你可以重新审视 C++语言这是我翻译过程中最为真切的体会它纠正了我过去对于 C++语言的一些误解虽然我从 1993 年开始就一直在使用 C++ 但是直到阅读了这本书之后我才从真正意义上全面地认识了 C++语言本书的权威性无需我多说看看本书原著的前言了解了两位作者的背景之后你就可以知道这本书是经验和标准的完美结合 Stanley Lippman 从 1984 年开始一直从事 C++方面的工作在 C++的实现与应用方面有着丰富的经验本书前两个版本的成功也证明了他在阐释 C++语言方面的独到之处 Josée Lajoie 从 1990 年开始成为 C++标准委员会的一名成员并且承担了很重要的职务由于她的参与毫无疑问本书一定是与标准兼容的讲述 C++的书非常多并且不乏优秀和经典之作在如此众多的 C++书籍中本书仍具有不可替代的地位我想主要的原因在于本书具有以下几个特色 l 内容广阔从本书的规模厚度就可以看出这一点 C++语言融入了大量优秀的特性其内容的丰富程度已经远非 C 语言所能及在所有的 C++书籍中本书的覆盖面是最为广阔的从最基本的 C++程序设计到面向对象程序设计以及基于模板的程序设计面面俱到而且讲解细致入微值得仔细品味 2 许多实际的范例程序纯粹的技术讲解总是非常枯燥的但是阅读本书并不感觉枯燥因为作者在介绍每一部分内容的时候都结合一个实际的例子读者通过这些例子能够很容易地掌握相应的技术要点并且看到每一种技术的实际用法这是本书之所以引人入胜的重要原因之一 3 叙述内容的安排 C++是一门多风格的程序设计语言 multi-paradigm Programming language 不仅支持面向对象程序设计也支持其他的程序设计思想本书的叙述结构正体现了 C++的这种特点作者从程序设计思想的角度分别讲述了 C++的各种语言要素便读者比较

II 译序 4 与编译器无关遵从 C++标准本书的内容并不特定于某一个 C++编译器实现而容易抓住 C++语言的本质特征是适用于所有与 C++标准兼容的编译器作者在讲解过程中也指出了编译器的一些内部考虑例如编译器如何在各种上下文环境中解析重载函数如何处理除式类型转换等等这些内容有利于加深读者对 C++的理解 5 配套的练习在每一节讲解之后作者给出了一些练习这些练习反映了这一节的中心内容读者通过这些练习可以巩固所学的知识所以本书也可以被用作教材用于系统全面地学习 C++语言虽然本书书名 C++ Primer 的中文含义是 C++初级读本但是它绝对不是一本很轻松的入门教材特别是关于名字空间函数重载解析过程模板机制和泛型算法 generic algorithms 等内容并不是一个 C++初学者能够很快掌握的如果你以前没有看过其他的 C++ 书籍那么可能需要反复阅读多遍才能掌握本书讲述的内容如果你已经有了 C++的基础比如已经看过其他的 C++入门书籍那么阅读本书可以让你快速掌握 C++的要点如果你是一名有多年 C++实践经验的程序员那么阅读本书可以让你重新理解 C++ 总之这是一本很好的学习和参考书籍值得你反复阅读但是正如书名所指示的它不是一本高级书籍按照我个人理解它的技术水准应该在中等偏深一点的层次上本书的翻译工作由我和张丽共同完成张丽完成了初稿的翻译工作我做了第二遍翻译检查工作书中每一句话我都认真检查过个别地方还修改了原著的一些错误 C++中有些术语还没有统一的中文说法对于这些术语的处理我们尽可能地做到符合中文的语言习惯读者可以参考本书最后所附的英汉对照索引这份索引是由中国电力出版社的诸位编辑手工制作完成的他们是刘江朱恩从陈维宁程璐关敏刘君夏平宋宏姚贵胜常虹乔晶阎宏感谢他她们的辛勤劳动在翻译过程中不断收到读者来信或者来电询问这本书的出版情况我理解读者对于一本好书的迫切心情我的想法是有关 C++的书籍和资料如此之多所以学习 C++不一定非要阅读这本书但是它可以加快你学习的步伐并且帮助你深入而全面地理解 C++ 既然你已经看到了这本书那就不要错过吧这本书不会让你失望的我坚信这一点潘爱民北京大学燕北园

前言本书第二版和第三版之间的变化非常大其中最值得注意的是 C++已经通过了国际标准化这不但为语言增加了新的特性比如异常处理运行时刻类型识别 RTTI 名字空间内置布尔数据类型新的强制转换方式而且还大量修改并扩展了现有的特性比如模板 template 支持面向对象 object-oriented 和基于对象 object-based 程序设计所需要的类 class 机制嵌套类型以及重载函数的解析机制也许更重要的是一个覆盖面非常广阔的库现在成了标准 C++的一部分其中包括以前称为 STL 标准模板库的内容新的 string 类型一组顺序和关联容器类型比如 vector list map 和 set 以及在这些类型上进行操作的一组可扩展的泛型算法 generic algorithm 都是这个新标准库的特性本书不但包括了许多新的资料而且还阐述了怎样在 C++中进行程序设计的新的思考方法简而言之实际上不但 C++已经被重新创造本书第三版也是如此在第三版中不但对语言的处理方式发生了根本的变化而且作者本身也发生了变化首先我们的人数已经加倍而且我们的写作过程也已经国际化了尽管我们还牢牢扎根于北美大陆 Stan Lippman 是美国人 Josée Lajoie 是加拿大人最后这种双作者关系也反映了 C++团体的两类主要活动 Stan 现在正在迪斯尼动画公司 Walt Disney Feature Animation *致力于以 C++为基础的 3D 计算机图形和动画应用而 Josée 正专心于 C++的定义与实现同时她也是 C++标准的核心语言小组的主席** 以及 IBM 加拿大实验室的 C++编译器组的成员 Stan 是 Bell 实验室中与 Bjarne Stroustrup C++的发明者一起工作的早期成员之一从 1984 年开始一直从事 C++方面的工作 Stan 曾经致力于原始 C++编译器 cfront 的各种实现从 1986 年的版本 1.1 到版本 3.0 并领导了 2.1 和 3.0 版本的开发组之后他参与了 Stroustrup 领导的 Foundation Research Project 项目中关于程序设计环境的对象模型部分 Josée 作为 IBM 加拿大实验室 C++编译器组的成员已经有八年时间了从 1990 年开始她成为 C++标准委员会的成员她曾经担任委员会的副主席三年日前担任核心语言小组委员会的主席已经达四年之久本书第三版是一个大幅修订的版本不仅反映了语言的变化和扩展也反映了作者洞察力和经验的变化 * Stan Lippman 现已受雇于 Microsoft 成为 Visual C++ .Net 的架构设计师 ** Josée Lajoie 现正在滑铁卢大学攻读硕士学位.已不再担任该委员会的主席现任主席为 Sun 公司的 Steve Clamage

IV 译序本书的结构本书为 C++国际标准进行了全面的介绍在此意义上它是一个初级读本 primer 它提供了一种指导性的方法来描述 C++语言但是它也为 C++语言提供了一种简单而温和的描述从这个角度来看它不是一本初级读物 C++语言的程序设计要素比如异常处理容器类型面向对象的程序设计等等都在解决特定问题或程序设计任务的上下文环境中展示出来 C++语言的规则比如重载函数调用的解析过程以及在面向对象程序设计下支持的类型转换本书都有广泛的论述这似乎超出了一本初级读本的范畴我们相信为了加强读者对于 C++语言的理解覆盖这些内容是必要的对于这些材料读者应该不时地回头翻阅而不是一次消化了事如果开始的时候你发现这些内容比较难以接受或者过于枯燥请把它们放到一边以后再回头来看——我们为这样的章节加上了特殊的记号阅读本书不需要具备 C 语言的知识但是熟悉某些现代的结构化语言会使学习进展更快一些本书的意图是作为学习 C++的第一本书而不是学习程序设计的第一本书为了确保这一点我们会以一个公共的词汇表作为开始然而开始的章节涵盖了一些基本的概念比如循环语句和变量等有些读者可能会觉得这些概念太浅显了不必担心深层的内容很快就会看到 C++的许多威力来自于它对程序设计新方法的支持以及对程序设计问题的思考方式因此要想有效地学习使用 C++ 不要只想简单地学会一组新的语法和语义为了使这种学习更加容易本书将围绕一系列可扩展的例子来组织内容这些例子被用来介绍各种语言特性的细节同时也说明了这些语言特性的动机所在当我们在一个完整例子的上下文环境中学习语言特性时对这些特性为什么会有用处也就变得很清楚了它会使我们对于何时以及怎样在实际的问题解决过程中使用这些特性有一些感觉另外把焦点放在例子上可使读者能够尽早地使用一些概念随着读者的知识基础被建立起来之后这些概念会进一步完整地解释清楚本书前面的例子含有 C++基本概念的简单用法读者可以先领略一下 C++ 中程序设计的概貌而不要求完全理解 C++程序设计和实现的细节第 1 章和第 2 章形成了一个独立完整的 C++介绍和概述第一篇的目的是使我们快速地理解 C++支持的概念和语言设施以及编写和执行一个程序所需要的基础知识读完这部分内容之后你应该对 C++语言有了一些认识但是还谈不上真正理解 C++ 这就够了那是本书余下部分的目的第 1 章向我们介绍了语言的基本元素内置数据类型变量表达式语句以及函数它将介绍一个最小的合法的 C++程序简要讨论编译程序的过程介绍所谓的预处理器 preprocessor 以及对输入和输出的支持它给出了多个简单但却完整的 C++程序鼓励读者亲自编译并执行这些程序第 2 章介绍了 C++是如何通过类机制为基于对象和面向对象的程序设计提供支持的同时通过数组抽象的演化过程来说明这些设计思想另外它简要介绍了模板名字空间异常处理以及标准库为一般容器类型和泛型程序设计提供的支持这一章的进度比较快有些读者可能会觉得难以接受如果是这样我们建议你跳过这一章以后再回过头来看它 C++的基础是各种设施它们使用户能够通过定义新的数据类型来扩展语言本身这些

V 译序新类型可以具有与内置类型一样的灵活性和简单性掌握这些设施的第一步是理解基本语言本身第 3 章到第 6 章第二篇在这个层次上介绍了 C++语言第 3 章介绍了 C++语言预定义的内置和复合数据类型以及 C++标准库提供的 string complex vector 类数据类型这些类型构成了所有程序的基石第 4 章详细讨论了 C++语言支持的表达式比如算术关系赋值表达式语句是 C++程序中最小的独立单元它是第 5 章的主题 C++标准库提供的容器类型是第 6 章的焦点我们不是简单地列出所有可用的操作而是通过一个文本查询系统的实现来说明这些容器类型的设计和用法第 7 章到第 12 章第三篇集中在 C++为基于过程化的程序设计所提供的支持上第 7 章介绍 C++函数机制函数封装了一组操作它们通常形成一项单一的任务如 print() 名字后面的括号表明它是一个函数关于程序域和变量生命期的概念以及名字空间设施的讨论是第 8 章的主题第 9 章扩展了第 7 章中引入的关于函数的讨论介绍了函数的重载函数重载允许多个函数实例它们提供一个公共的操作共享一个公共的名字但是要求不同的实现代码例如我们可以定义一组 print()函数来输出不同类型的数据第 10 章介绍和说明函数模板的用法函数模板为自动生成多个函数实例可能是无限多个提供了一种规范描述 prescription 这些函数实例的类型不同但实现方式保持不变 C++支持异常处理设施异常表示的是一个没有预料到的程序行为比如所有可用的程序内存耗尽出现异常情况的程序部分会抛出一个异常——即程序的其他部分都可以访问到程序中的某个函数必须捕获这个异常并做一些必要的动作对于异常处理的讨论跨越了两章第 11 章用一个简单的例子介绍了异常处理的基本语法和用法该例子捕获和抛出一个类类型 class type 的异常因为在我们的程序中实际被处理的异常通常是一个面向对象类层次结构的类对象所以关于怎样抛出和处理异常的讨论一直继续到第 19 章也就是在介绍面向对象程序设计之后第 12 章介绍标准库提供的泛型算法集合看一看它们怎样和第 6 章的容器类型以及内置数组类型互相作用这一章以一个使用泛型算法的程序设计作为开始第 6 章介绍的 iterator 迭代器在第 12 章将进一步讨论因为它们为泛型算法与实际容器的绑定提供了粘合剂这一章也介绍并解释了函数对象的概念函数对象使我们能够为泛型算法中用到的操作符比如等于或小于操作符提供另一种可替换的语义关于泛型算法在附录中有详细说明并带有用法的示例第 13 章到第 16 章第四篇的焦点集中在基于对象的程序设计上——即创建独立的抽象数据类型的那些类设施的定义和用法通过创建新的类型来描述问题域 C++允许程序员在写应用程序时可以不用关心各种乏味的簿记工作应用程序的基本类型可以只被实现一次而多次被重用这使程序员能够将注意力集中在问题本身而不是实现细节上这些封装数据的设施可以极大地简化应用程序的后续维护和改进工作第 13 章集中在一般的类机制上怎样定义一个类信息隐藏的概念即把类的公有接口同私有实现分离以及怎样定义并封装一个类的对象实例这一章还有关于类域嵌套类类作为名字空间成员的讨论第 14 章详细讨论 C++为类对象的初始化析构以及赋值而提供的特殊支持为了支持这些特殊的行为需要使用一些特殊的成员函数分别是构造函数析构函数和拷贝赋值操作符这一章我们还将看一看按成员初始化和拷贝的主题即指一个类对象被初始化为或者

VI 译序赋值为该类的另一个对象以及为了有效地支持按成员初始化和拷贝而提出的命名返回值 named return value 扩展 18 第 15 章将介绍类特有的操作符重载首先给出一般的概念和设计考虑然后介绍一些特殊的操作符如赋值下标调用以及类特有的 new 和 delete 操作符这一章还介绍了类的友元它对一个类具有特殊的访问特权及其必要性然后讨论用户定义的转换包括底层的概念和用法的扩展实例这一章还详细讨论了函数重载解析的规则并带有代码示例说明类模板是第 16 章的主题类模板是用来创建类的规范描述其中的类包含一个或多个参数化的类型或值例如一个 vector 类可以对内含的元素类型进行参数化一个 buffer 类可以对内含的元素类型以及缓冲区的大小进行参数化更复杂的用法比如在分布式计算中 IPC 接口寻址接口同步接口等都可以被参数化这一章讨论了怎样定义类模板怎样创建一个类模板特定类型的实例怎样定义类模板的成员成员函数静态成员和嵌套类型以及怎样用类模板来组织我们的程序最后以一个扩展的类模板的例子作为结束面向对象的程序设计和 C++的支持机制是第 17 19 和 20 章第五篇的主题第 17 章介绍了 C++对于面向对象程序设计主要要素的支持继承和动态绑定在面向对象的程序设计中用父/子关系也称类型/子类型关系来定义有共同行为的各个类类不用重新实现共享特性它可以继承了父类的数据和操作子类或者子类型只针对它与父类不同的地方进行设计例如我们可以定义一个父类 Employee 以及两个子类型 TemporaryEmpl 和 Manager 这些子类型继承了 Employee 的全部行为它们只实现自己特有的行为继承的第二个方面称为多态性是指父类型具有引用由它派生的任何子类型的能力例如一个 Employee 可以指向自己的类型也可以指向 TemporaryEmpl 或者 Manager 动态绑定是指在运行时刻根据多态对象的实际类型来确定应该执行哪个操作的解析能力在 C++中这是通过虚拟函数机制来处理的第 17 章介绍了面向对象程序设计的基本特性这一章说明了如何设计和实现一个 Query 类层次结构用来支持第 6 章实现的文本查询系统第 18 章介绍更为复杂的继承层次结构多继承和虚拟继承机制使得这样的层次结构成为可能这一章利用多继承和虚拟继承把第 16 章的模板类例子扩展成一个三层的类模板层次结构第 19 章介绍 RTTI 运行时刻类型识别设施使用 RTTI 我们的程序在执行过程中可以查询一个多态类对象的类型例如我们可以询问一个 Employee 对象它是否实际指向一个 Manager 类型另外第 19 章回顾了异常处理机制讨论了标准库的异常类层次机构并说明了如何定义和处理我们自己的异常类层次结构这一章也深入讨论了在继承机制下重载函数的解析过程第 20 章详细说明了如何使用 C++的 iostream 输入/输出库它通过例子说明了一般的数据输入和输出说明了如何定义类特有的输入输出操作符实例如何辨别和设置条件状态如何对数据进行格式化 iostream 库是一个用虚拟继承和多继承实现的类层次结构本书以一个附录作为结束附录给出了每个泛型算法的简短讨论和程序例子这些算法按字母排序以便参考最后我们要说的是无论谁写了一本书他所省略掉的往往与他所讲述的内容一样

VII 译序重要 C++语言的某些方面比如构造函数的工作细节在什么条件下编译器会创建内部临时对象或者对于效率的一般性考虑虽然这些方面对于编写实际的应用程序非常重要但是不适合于一本入门级的语言书籍在开始写作本书第三版之前 Stan Lippman 写的 Inside the C++ Object Model 参见本前言最后所附的参考文献中的 LIPPMAN96a 包含了许多这方面的内容当读者希望获得更详细的说明特别是讨论基于对象和面向对象的程序设计时本书常常会引用该书中的讨论本书故意省略了 C++标准库中的某些部分比如对本地化和算术运算库的支持 C++标准库非常广泛要想介绍它的所有方面则远远超出了本书的范围在后面所附的参考文献中某些书更详细地讨论了该库见 MUSSER96 和 STROUSTRUP97 我们相信在这本书出版之后一定还会有更多的关于 C++标准库各个方面的书面世第三版的变化 vector map set 容器以及泛型算法本书第三版的变化主要是以下四个方面 1.涵盖了语言所增加的新特性异常处理运行时刻类型识别名字空间内置 bool 类型新风格的类型强制转换 2.涵盖了新的 C++标准库包括 complex 和 string 类型 auto_ptr 和 pair 类型顺序容器和关联容器类型主要是 list 3.对原来的文字作了调整以反映出标准 C++对原有语言特性的精炼变化以及扩展语言精炼的一个例子是现在能够前向声明一个嵌套类型这在以前是不允许的语言变化的一个例子是一个虚拟函数的派生类实例能够返回一个基类实例的返回类型的派生类这种变化支持一个被称为 clone 或 factory 的方法关于 clone()虚拟函数见 17.4.7 节说明对原有语言特性进行扩展的一个例子是现在可以显式地指定一个函数模板的一个或多个模板实参实际上模板已经被大大地扩展了差不多已经成为一个新特性 4.加强了对 C++高级特性的处理和组织方式尤其是对于模板类以及面向对象程序设计这几年 Stan 从一个相对较小的 C++提供者团体转到了一般的 C++用户团体这种影响使他相信越是深入地了解问题则程序员越是能够高明地使用 C++语言因此在第三版中许多情况下我们已经把焦点转移到如何更好地说明底层特性的概念以及怎样最好地使用它们并在适当的时候指出应该避免的潜在陷阱 C++的未来在出版这本书的时候 ISO/ANSI++标准委员会已经完成了 C++第一个国际标准的技术工作该标准已于 1998 年的夏天由 ISO 公布 C++标准公布之后支持标准 C++的 C++编译器实现出将很快会推出随着标准的公布 C++语言的进化将会稳定下来这种稳定性使得以标准 C++编写的复杂的程序库可以被用来解决工业界特有的问题因此在 C++世界中我们将会看到越来越多的 C++程序库一旦标准被公布标准委员会仍然会继续工作当然步伐会慢下来以解决 C++标准的用户所提出的解释请求这会导致对 C++标准作一些细微的澄清和修正如果需要国际

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