深入理解C++11:C++11新特性解析与应用

数学中国—罂粟

8 M* \- S; U! C7 y
5 O/ f5 F+ y# J6 L5 x内容简介
: q; l1 F  {0 [: |  O《深入理解C++11:C++11新特性解析与应用》内容简介：国内首本全面深入解读C++11新标准的专著，由C++标准委员会代表和IBM XL编译器中国开发团队共同撰写。不仅详细阐述了C++11标准的设计原则，而且系统地讲解了C++11新标准中的所有新语言特性、新标准库特性、对原有特性的改进，以及如何应用所有这些新特性。
《深入理解C++11:C++11新特性解析与应用》一共8章：第1章从设计思维和应用范畴两个维度对C++11新标准中的所有特性进行了分类，呈现了C++11新特性的原貌；第2章讲解了在保证与C语言和旧版C++标准充分兼容的原则下增加的一些新特性；第3章讲解了具有广泛可用性、能与其他已有的或者新增的特性结合起来使用的、具有普适性的一些新特性；第4章讲解了C++11新标准对原有一些语言特性的改进，这些特性不仅能让C++变得更强大，还能提升程序员编写代码的效率；第5章讲解了C++11在安全方面所做的改进，主要涵盖枚举类型安全和指针安全两个方面的内容；第6章讲解了为了进一步提升和挖掘C++程序性能和让C++能更好地适应各种新硬件的发展而设计的新特性，如多核、多线程、并行编程方面的新特性；第7章讲解了一些颠覆C++一贯设计思想的新特性，如lambda表达式等；第8章讲解了C++11为了解决C++编程中各种典型实际问题而做出的有效改进，如对Unicode的深入支持等。附录中则介绍了C++11标准与其他相关标准的兼容性和区别、C++11中弃用的特性、编译器对C++11的支持情况，以及学习C++11的相关资源。

编辑推荐
《深入理解C++11:C++11新特性解析与应用》编辑推荐：C++标准委员会成员和IBM XL编译器中国开发团队共同撰写，权威性毋庸置疑。系统、深入、详尽地讲解了C++11新标准中的新语言特性、新标准库特性、对原有特性的改进，以及所有这些新特性的应用。

作者简介
: {; l! V6 s/ N$ d作者：（加拿大）Michael Wong IBM XL编译器中国开发团队
6 p, C$ M4 C2 R8 k5 o
* q- y. R7 W  hMichael Wong，C++11标准委员会（WG21）委员，WG21加拿大代表团团长及IBM公司代表（投票人），WG21 SG5(transactional Memory study group)学习小组组长。除此之外，Michael还是OpenMP委员会的CEO，SCC(Standards Council of Canada)的副主席。
, P. H" M5 A/ t8 iMichael是多个C++11/OpenMP/STM新特性的合作编写者，活跃于各种技术会议，而且为Programming Committee of Boost以及IWOMP等国际会议服务。Michael也是IBM公司的高级技术专家，领导IBM XL C++编译器、XL C编译器的开发工作，当前致力于IBM编译器的C++11新特性部署。Michael在并行编程、C++基准测试、对象模型、泛型编程、模板元编程等多个技术领域均有涉猎，并且在对象模型以及事务内存等方面取得过多个专利。
早年Michael于多伦多大学获取得了天体物理学的学士学位，并在滑铁卢大学获得了硕士学位。在加入IBM之前，Michael曾先后供职于大卫?邓禄普天文台（David Dunlap Observatory），CDC公司（Control Data Corporation），BMO Nesbitt Burns公司等。
2 I0 t9 v3 k. a6 hIBM XL编译器中国开发团队，IBM拥有悠久的编译器开发历史（始于上世纪80年代），在全球有将近400名高素质工程师组成的研发团队，其中包括许多世界知名的研究学者和技术专家。IBM一直以来都是编程语言的制定者和倡导者之一，并将长期在编译领域进行研发和投资。IBM编译器中国开发团队于2010年在上海成立，现拥有编译器前端开发人员（C/C++）、后端开发人员、测试人员，以及性能分析人员共16人。团队与IBM北美编译器团队紧密合作，共同开发、测试和发布基于POWER系统的AIX及Linux平台下的XL C/C++和XL Fortran系列产品，并对其提供技术支持。虽然团队成立时间不长，但已于2012年成功发布最新版本的XL C/C++ for Linux V12.1 & XL Fortran for Linux V14.1，并获得7项发明专利。团队成员拥有较丰富的编译器开发经验，对编译技术、编程语言、性能优化和并行计算等各领域都有一定的研究，也对C++11标准的各种新特性有较早的研究和理解，并正在实际地参与C++11新特性的开发工作。
+ H- a: q5 A( J* S! H1 q
目录免责声明
2 u1 N" t+ J' N! l8 K; E0 {7 g8 |序
前言
! O) K! n9 f: [4 d2 @第1章新标准的诞生1
" Y; R- P8 G) R' j4 ^1.1曙光：C++11标准的诞生1
& a( G6 k3 ~* K; i4 {0 d: |& P1.1.1C++11/C++0x（以及C11/C1x）——新标准诞生1
  ~% O: @  U! s1.1.2什么是C++11/C++0x2
9 p! N2 J: g6 E0 \1.1.3新C++语言的设计目标3
1.2今时今日的C++5
1.2.1C++的江湖地位5
1.2.2C++11语言变化的领域5
0 ?; c* _& b) |( p: G# e1.3C++11特性的分类7
9 R" V* |# z' F( i1.4C++特性一览11
1.4.1稳定性与兼容性之间的抉择11
1.4.2更倾向于使用库而不是扩展语言来实现特性12
1.4.3更倾向于通用的而不是特殊的手段来实现特性13
$ T# ~1 Q- d9 ^( }1.4.4专家新手一概支持13
1.4.5增强类型的安全性14
1.4.6与硬件紧密合作14
; W' N5 A1 D3 K" A7 k1.4.7开发能够改变人们思维方式的特性15
; R/ W* D5 ~9 H4 b; z  \/ k9 b1.4.8融入编程现实16
1.5本书的约定17
4 F  C$ ^/ T# ?- C" [3 o1.5.1关于一些术语的翻译17
1.5.2关于代码中的注释17
1.5.3关于本书中的代码示例与实验平台18
: g1 y4 ]* w: K2 H1 ^& ^7 j第2章保证稳定性和兼容性19
' x% e! V% S% |2 o+ g) A3 Q2.1保持与C99兼容19
2.1.1预定义宏19
2.1.2_func_预定义标识符20
2.1.3_Pragma操作符22
" I3 b$ P$ {  n( F0 e6 B2.1.4变长参数的宏定义以及_VA_ARGS_22
2.1.5宽窄字符串的连接23
4 m/ b1 p" z+ Z1 t0 f* g, A* `2.2longlong整型23
/ W3 ?/ M; |  u* b4 C7 K2.3扩展的整型25
+ s1 F( k) n) q2.4宏_cplusplus26
, ^& c2 G' J1 l- |9 V2.5静态断言27
2.5.1断言：运行时与预处理时27
2.5.2静态断言与static_assert28
# o7 S( g5 m6 p2 [! h& b; L: B2.6noexcept修饰符与noexcept操作符32
2.7快速初始化成员变量36
2.8非静态成员的sizeof39
2.9扩展的friend语法40
  k3 U% ?# i4 G2.10final/override控制44
! V# v- D8 [  ^: N7 u7 A2.11模板函数的默认模板参数48
' \  t' |8 r3 `, [) Y0 U2.12外部模板50
2.12.1为什么需要外部模板50
7 H# [6 s. S7 |6 y/ H2.12.2显式的实例化与外部模板的声明52
2.13局部和匿名类型作模板实参54
) {" V5 I: m: Z+ w5 ?' \2.14本章小结55
第3章通用为本，专用为末57
8 E4 l, m1 e& P! a+ I3.1继承构造函数57
3.2委派构造函数62
. P5 n4 l. I9 m7 B0 s) T3.3右值引用：移动语义和完美转发68
* H2 W/ ?1 c* M3.3.1指针成员与拷贝构造68
3.3.2移动语义69
: x8 A% O. _, B3 u. ]# r3.3.3左值、右值与右值引用75
3.3.4std：move：强制转化为右值80
+ m6 w9 x- g% `5 q, [/ [' F' L3.3.5移动语义的一些其他问题82
3.3.6完美转发85
3.4显式转换操作符89
, S4 {) F% z4 l: w! F, s) {7 }3 b3.5列表初始化92
. |1 @- P- L; v5 C3.5.1初始化列表92
3.5.2防止类型收窄96
  s' s% f; ~- b1 l3.6POD类型98
3.7非受限联合体106
3.8用户自定义字面量110
3.9内联名字空间113
3.10模板的别名118
3.11一般化的SFINEA规则119
3.12本章小结121
第4章新手易学，老兵易用123
: V) d, q3 r7 J" R" m# U; o4.1右尖括号>的改进123
) J- a  Q$ G$ r. Q% f6 i4 H4.2auto类型推导124
4.2.1静态类型、动态类型与类型推导124
$ ?' f4 I; [* N: I  m1 p4.2.2auto的优势126
4.2.3auto的使用细则130
4.3decltype134
5 q, s9 a0 O! c/ c5 H4.3.1typeid与decltype134
4.3.2decltype的应用136
( o; `3 j, P. i7 T4.3.3decltype推导四规则140
) P; x! ~, o( }/ n) `0 M+ N4.3.4cv限制符的继承与冗余的符号143
4.4追踪返回类型145
4.4.1追踪返回类型的引入145
4.4.2使用追踪返回类型的函数146
4.5基于范围的for循环150
4.6本章小结153
: A# y3 k7 B) j! A0 H+ J第5章提高类型安全155
. D+ c6 q+ A* R) ~5.1强类型枚举155
5.1.1枚举：分门别类与数值的名字155
6 H  K3 }) @/ B+ |4 P5 h! @5.1.2有缺陷的枚举类型156
0 L, C& [3 q$ H& l8 E1 d5.1.3强类型枚举以及C++11对原有枚举类型的扩展160
5.2堆内存管理：智能指针与垃圾回收163
5 s! n+ H* u2 F6 }5.2.1显式内存管理163
5.2.2C++11的智能指针164
* m' p9 X$ g0 I7 N5.2.3垃圾回收的分类167
" u1 V3 m+ T% r& K2 p- J# I. O5.2.4C++与垃圾回收169
5.2.5C++11与最小垃圾回收支持170
5.2.6垃圾回收的兼容性172
5.3本章小结173
第6章提高性能及操作硬件的能力174
$ L$ F3 [* ~2 ]' G" e& Z4 l9 R6.1常量表达式174
6.1.1运行时常量性与编译时常量性174
6.1.2常量表达式函数176
! k4 H5 C- H" j: U6.1.3常量表达式值178
5 o, B$ U( @# z6.1.4常量表达式的其他应用180
6.2变长模板183
) v: x9 k! D( W0 H2 M6.2.1变长函数和变长的模板参数183
6.2.2变长模板：模板参数包和函数参数包185
6.2.3变长模板：进阶189
6.3原子类型与原子操作196
6.3.1并行编程、多线程与C++11196
1 H4 i3 @, s$ y$ |% ]4 B6.3.2原子操作与C++11原子类型197
+ g7 a  K( P2 W6 \  q# K4 Z6 v6.3.3内存模型，顺序一致性与memory_order203
+ t! [0 E( A9 K% b' J6.4线程局部存储214
6.5快速退出：quick_exit与at_quick_exit216
6.6本章小结219
第7章为改变思考方式而改变220
+ P4 j4 n7 @! J" O8 E& S, ]5 `5 d7.1指针空值—nullptr220
7.1.1指针空值：从0到NULL，再到nullptr220
7.1.2nullptr和nullptr_t223
+ o& \6 E. p4 @& w3 H7.1.3一些关于nullptr规则的讨论225
) i5 O0 {: O# ^/ }3 f7.2默认函数的控制227
7.2.1类与默认函数227
7.2.2“=default”与“=deleted”230
) k# V6 [; i1 a+ m) v7.3lambda函数234
3 b5 q, g2 Y& m0 c, j* t% D7.3.1lambda的一些历史234
; |/ D% D' m3 b1 A8 ]7.3.2C++11中的lambda函数235
- {% B) a& f' _; L7.3.3lambda与仿函数238
/ m1 x4 n' Y5 w# R: D" X7.3.4lambda的基础使用240
* o' G3 _3 L* W7.3.5关于lambda的一些问题及有趣的实验243
8 U; s" L6 ]- r( J5 q1 z7.3.6lambda与STL247
$ }+ K9 I, ?& n7 x7.3.7更多的一些关于lambda的讨论254
! R7 Q  R+ w1 a/ e8 T7.4本章小结256
' ?+ k* h/ x7 [- v2 L! R0 B. ~' K0 R9 [第8章融入实际应用258
0 ^8 M* |$ |7 [5 R8.1对齐支持258
/ i% E; o# O, q1 J0 S8.1.1数据对齐258
8.1.2C++11的alignof和alignas261
0 w7 q5 V& b) U4 r6 ^8.2通用属性267
8.2.1语言扩展到通用属性267
5 H& ~6 q9 ^7 I) O2 H. x6 x, W8.2.2C++11的通用属性268
0 f) Z& d( T$ I8.2.3预定义的通用属性270
8.3Unicode支持274
2 i7 i& s9 [# G! m+ @8.3.1字符集、编码和Unicode274
8.3.2C++11中的Unicode支持276
8.3.3关于Unicode的库支持280
8.4原生字符串字面量284
4 x8 k" n+ q" [0 f  d3 @0 b8.5本章小结286
附录AC++11对其他标准的不兼容项目287
4 U7 G& D. u+ G附录B弃用的特性294
附录C编译器支持301
附录D相关资源304
+ i9 W: e/ U( e. ]% C- ?4 h- H

封面
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