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stringcomplex 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 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 18 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 Insidethe 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 |