C++經典書籍解讀

C++是一門廣泛用於工業軟體研發的大型語言。它自身的複雜性和解決現實問題的能力，使其極具學術研究價值和工業價值。和C語言一樣，C++已經在許多重要的領域大獲成功。

然而，一個不可否認的現實是，在低階程式設計領域，C++擠壓著C同時也在承受著C的強烈反彈，而在高階程式設計領域，Java和C#正在不斷蠶食著C+ +的地盤。也許C++與C合為一體永遠都是一個夢想，也許Java和C#的狂潮終將迫使C++迴歸本位 — 回到它有著根本性優勢的開發領域：低階系統程式設計、高階大規模高效能應用設計、嵌入式程式設計以及數值科學計算等。果真如此，我認為這未嘗不是一件好事。

C++吸引如此之多的智力投入，以至於這個領域的優秀作品，包括重量級的軟體產品、程式庫以及書籍等，數不勝數。文題“C++程式設計之四書五經”一個不太嚴格的含義是：C++程式設計之四書 ⅹ 五經。是的，在本文（及其下篇）中，我將分門別類推薦20多本C++好書，你可以根據自己的需要選讀。

TCPL和D&E
TCPL和D&E分別是《The C++ Programming Language》和《The Design and Evolution of C++》的簡稱，均出自Bjarne Stroustrup之手。我將它們單列出來，首先是因為Bjarne是C++語言的建立者，然後是因為比“首先”那個原因更重要的原因：這兩本書是C+ +領域毋庸置疑的傑作。說它們是C++語言聖經，並不為過。

Bjarne Stroustrup, The C++ Programming Language (Special 3rd Edition)

《C++程式設計語言（特別版）》，機械工業出版社
《C++程式設計語言（特別版）（英文影印版）》，高等教育出版社

迄今為止，TCPL是除了C++標準文獻之外最權威的C++參考手冊。和大多數人的看法不大一樣，我認為Bjarne的文字語言並不遜色於他所建立的程式語言，至少我喜歡這種學院氣息濃厚的作品。本書對C++語言的描述輪廓鮮明、直截了當。它從C++語言建立者的角度來觀察C++，這是任何別的作者和書籍做不到的 — 沒有任何人比Bjarne自己更清楚該怎麼來使用C++。

這是一本嚴肅的著作，以中、高階C++開發人員為目標讀者。如果你是一名有經驗的C++程式設計師，需要了解更加本質的C++知識，本書正是為你而寫。它不是那種讓你看了會不斷竊喜的小書，需要用心體會，反覆咀嚼。在閱讀過程中，請特別留心Bjarne先生強調了什麼，又對什麼一語帶過。我個人比較喜歡這本書的第四部分“使用C++做設計”，這樣的內容在類似的程式設計語言書籍中很難看到 — 我甚至認為Bjarne應該將這部分獨立出來單獨寫一本書。
　
Bjarne Stroustrup, The Design and Evolution of C++

《C++語言的設計和演化》，機械工業出版社
《C++語言的設計和演化（英文版）》，機械工業出版社

D&E是一本關於C++語言設計原理、設計決策和設計哲學的專著。它清晰地回答了C++為什麼會成為今天這個樣子而沒有變成另外一種語言。作為C ++語言的建立者，Bjarne淋漓盡致地展示了他獨到而深刻的見解。除了廣受讚譽的語言特性外，Bjarne沒有迴避那些引起爭議的甚至被拒絕的C++ 特性，他一一給出了邏輯嚴密、令人信服的解釋。內容涵蓋C++的史前時代、帶類的C、C++的設計規則、標準化、庫、記憶體管理、多重繼承、模板等，對包括異常機制、執行時型別資訊和名字空間在內的重要的新特性都分別進行了深入探討。每一名C++程式設計師都應該可以從Bjarne的闡釋中加深對手中這門語言的認識。

需要再次提醒的是，這兩本書知識濃縮，資訊量極大，請不要錯過Bjarne每一句看似漫不經意的話。

入門教程

學習任何一門語言都需要一個從入門到精通、從新手到高手循序漸進的過程。不過，對於一個所謂的新手而言，究竟是一個完完全全的新手，還是一個熟悉某種別的語言的“新手”，甚至是在某種語言程式設計領域已經頗有建樹的高手，很難一概而論？不同的C++新手需要不同的入門書籍。


Andrew Koenig, Barbara E. Moo, Accelerated C++: Practical Programming by Example

《Accelerated C++中文版》，中國電力出版社

和市面上大多數C++教程不同，本書不是從“C++中的C”開始講解，而是始於地道的C++特性。從一開始就使用標準庫來寫程式，隨著講述的逐漸深入，又一一解釋這些標準庫元件所依賴的基礎概念。另外，和其他C++教材不同的是，這本書以例項拉動語言和標準庫的講解，對後兩者的講解是為了給例項程式提供支援，而不是像絕大多數C++教材那樣，例子只是用作演示語言特性和標準庫用法的輔助工具。

作者在C++領域的程式設計實踐、教育培訓以及技術寫作方面都是世界一流水準。我喜歡這種大量使用標準庫和C++語言原生特性的清新的寫作風格。在這本教材面前，幾乎迄今為止的所有C++教材都黯然失色或顯得過時。儘管這本教材也許對於國內的高校教育來說有些前衛，不過我仍然極力向我的同行們推薦。順帶一提，在Bjarne和我最近的一封通訊裡，他這樣評價本書：對於有經驗的程式設計師學習C++而言，這本書可能是世界上最好的一本。

Stanley B.Lippman, Josee Lajoie, C++ Primer (3rd Edition)

《C++ Primer (3RD)中文版》，中國電力出版社

這本書的名字多少有點讓人誤解。儘管作者聲稱這本書是為C++新手而寫，但無論是它的厚度還是講解的深度都暴露了似乎並非如此。也許說它是一本“從入門到精通”的C++教程會更合適一些。我個人認為它並不適合完全不懂C++的初學者 — 在閱讀這本書之前，你至少應該先有那麼一點C或C++的背景知識，或者至少要具有一些其他語言的程式設計經驗。

儘管這本書省略了一些高階C++特性的討論，但仍然可以稱得上是迄今為止最全面的C++學習教程。事實上，如果一名C++初學者能夠紮紮實實地讀完本書並對照《C++ Primer Answer Book》完成全部習題的話，他的水平肯定可以進入職業C++程式設計師的行列。我個人認為，即使你已經擁有了TCPL，這本書依然有擁有的價值，因為在許多方面它比TCPL來得更詳細、更易懂。

Stanley B. Lippman, Essential C++

《Essential C++中文版》，華中科技大學出版社
《Essential C++（影印版）》，中國電力出版社

可以不太嚴格地認為這本書是《C++ Primer》的精簡版。本書一一講述了C++中最具代表性的主題，包括程式式程式設計、泛型程式設計、基於物件程式設計、物件導向程式設計、模板程式設計以及異常處理等。 Stanley將門檻調低到“具有其他語言程式設計經驗”的C++新手所能接受的最基本的層次，使他們能夠迅速開始使用C++程式設計而又免於閱讀《C++ Primer》那樣的大部頭。它以例項引導學習，力圖使讀者在最短的時間內把握C++的精粹。

也許換一個人來概述C++程式設計範型（paradigm）的方方面面需要好幾百頁才能說清楚，但這本小書不可思議地做到了這一點。我個人非常喜歡這種滿是技術、簡明扼要並且“有話好好說”的書。這本書同樣具有一個明顯的風格：所有程式例子全部採用標準庫元件，讓人耳目一新。

以上三本書都不是為了完完全全的程式設計新手而寫。完全的C++程式設計新手可以閱讀Francis Glassborow的新書（尚未出版）：《You Can Do It!: A Beginner's Introduction to Computer Programming》。這也是Bjarne的推薦。Francis Glassborow是ACCU主席，多年來他對幾乎每一本C++經典名著評頭論足，他自己的這一本自然會引起C++社群的極大興趣。

高效、健壯程式設計
兩年前我在負責一個省級電力排程系統專案時編寫了一個閘道器程式，它從SCADA系統獲取電力實時資訊。通訊介面採用了不常用的資料庫直連方式（這個閘道器程式一端連線SQL Server 6.5，另一端連線Oralce 8.1.6）。由於實時測點近萬，每次將全部取樣更新或插入一遍顯然是低效的。我在閘道器程式裡建了一個記憶體庫，獲取到的資料首先在其中進行比較，然後決定是否更新物理資料庫（同時還做了別的更復雜的事情……），從而在效率和資源佔用兩方面達到了預期效果。

這個程式一直執行得很好，但在離開現場之後的某一天，系統管理員打來電話，說大概因為網路故障等原因，有時這個閘道器程式會崩潰掉 — 它自己崩掉也就罷了，問題是它還會把Windows 2000 Advanced Server搞成“藍色畫面”！坦白地說，我還從來沒看過哪個非蓄意的程式有這個“能耐”。由於當時正忙於另外一個大專案，無法去現場除錯，最後只有憑經驗對記憶體庫程式碼小心翼翼地封裝以異常處理程式碼（同時也做了一些別的修改……）。這樣，雖然沒有徹底解決問題，但程式終究不再死得那麼難看了。

在這兒講這麼一段花絮有什麼意思呢（當初為那個可怕的bug朝思暮想時我可不認為這是一個“花絮”）？我想說的是，對於任何軟體而言，離開強健，效率也就無從談起。而對於C++程式設計師來說，也許編寫一個高效的程式並不難，但要編寫一個需要7 ⅹ 24小時持續執行的服務端軟體就不是那麼容易了，需要考慮許多因素，有時這些因素甚至遠遠超出C++語言和開發工具的本身。作為一名開發實際專案軟體的程式設計師，並非非得自己碰釘子才能積累經驗，只要我們足夠虛心，別人的經驗往往都是我們很好的借鑑。鑑於此，我推薦以下幾本書供你選讀，它們可以讓你從強健和效率兩方面受益（當然了，它們涵蓋的內容遠不限於異常處理J）。

Scott Meyers, Effective C++: 50 Specific Ways to Improve Your Programs and Design (2nd Edition)

Scott Meyers, More Effective C++: 35 New Ways to Improve Your Programs and Designs

《Effective C++中文版》，華中科技大學出版社
《More Effective C++中文版》，中國電力出版社
《Effective C++（影印版）》，中國電力出版社

如果說《Effective C++》主要討論C++中一些相對基礎的概念和技巧的話，那麼《More Effective C++》則著重探討了包括異常處理在內的一系列高階技術。與前者相比，後者具有兩大主要區別：其一，它包含很多時新的標準C++的內容；第二，它討論的主題傾向於“戰略化”而非“戰術化”，並且討論得更深入、更徹底。尤其是對虛解構函式、智慧指標、引用計數以及代理類（proxy classe）等技術和模式論述的深入程度，讓人很難想象是出現於這樣的一本小書之中。

遊刃有餘的技術，高超的寫作技巧，Scott無疑是世界上最優秀的C++技術作家之一。在簡潔、清晰、易讀等方面，這兩本書都卓爾不群。總之，Scott 提供的這85個可以改善程式設計技術和設計思維的方法，都是中、高階C++程式設計師必備的技能。我強烈推薦這兩本書（實際上還有一本，稍後就會看到）。

Herb Sutter, Exceptional C++: 47 Engineering Puzzles, Programming Problems, and Solutions

Herb Sutter, More Exceptional C++: 40 New Engineering Puzzles, Programming Problems, and Solutions

《Exceptional C++中文版》，中國電力出版社
《More Exceptional C++中文版》，華中科技大學出版社

你自認為是一名C++語言專家嗎？讀一讀ISO C++標準委員會秘書長的這兩本書再回答。在這兩本書中，Herb採用了“問答”的方式指導你學習C++語言特性。對於每一個專題，Herb首先合理地設想出你的疑問和困惑，接著又猜測出你十有八九是錯誤的解答，然後給你以指點並提出最佳解決方案，最後還歸納出解決類似問題的普適性原則。

這兩本書是典型的深究C++語言細節的著作，很薄，但內容密集，遠遠超過Scott的那兩本書，讀起來很費腦筋 — 我個人認為它們要比Scott的書難懂得多。若要研習這薄薄的兩本書所包含的知識，至少需要花費數月的時間！（在Scott的薦序中，他坦陳不止一次陷入 GotW問題的陷阱，你應該知道這意味著什麼）對於語言細節的深究有什麼好處呢？儘管在大多數情況下，我們不必關心C++程式碼幕後的動作，然而當我們不得不關心時，這兩本書可以為我們提供很好的線索，因為它們揭示了C++語言中微妙而又至關重要的東西。

Stephen C. Dewhurst, C++ Gotchas: Avoiding Common Problems in Coding and Design

《C++程式設計陷阱》，中國青年出版社

Stephen的理論素養和實踐經驗註定這是一本值得一讀的好書。Stephen曾經是貝爾實驗室中第一批C++使用者。他已經使用C++成功解決了包括編譯器、證券交易、電子商務以及嵌入式系統等領域中的問題。本書彙集了作者來自開發一線的99條程式設計真知灼見，洞悉它們，你可以避免幾乎所有常見的C++ 設計和程式設計問題。

我甚至認為，對於C++程式設計菜鳥而言，閱讀這本書會比閱讀Scott和Herb的書更能輕鬆而立竿見影地獲得更大的提高。我個人很喜歡這本書的寫作風格 — Stephen的許多觀點看似極端卻無可辯駁。當然了，這種自信（以及冷幽默）來自於作者深厚的技術素養，而非自大的偏執。

除了上面推薦的書籍外，Dov Bulka和 David Mayhew合著的《Efficient C++: Performance Programming Techniques》（《提高C++效能的程式設計技術》，清華大學出版社）也值得一看。這本超薄小書聚焦於高效能C++應用程式開發。兩位作者都是IBM 軟體專家，都工作於對效能要求極高的系統構建領域，本書是他們的經驗之談。也有人不喜歡這本書，因為它花了不少的篇幅講述和C++無關的東西，我卻恰恰因為這一點而對這本書產生好感，正是這些東西讓我開闊了眼界。

模板和泛型程式設計

模板和基於模板的泛型程式設計無疑是當今發展最活躍的C++程式設計技術。模板的第一個革命性的應用是STL，它將模板技術在泛型容器和演算法領域的運用展現得淋漓盡致，而Boost、Loki等現代程式庫則將模板技術的潛能不斷髮揮到極致。在模板和泛型程式設計領域，我推薦以下兩本重量級著作：

David Vandevoorde, Nicolai M. Josuttis, C++ Templates: The Complete Guide

《C++ Templates全覽（繁體版）》，臺灣碁峰資訊股份有限公司
《C++ Templates全覽（簡體版）》，人民郵電出版社

有一種老套的讚美一本書的手法，大致是“沒有看過這本書，你就怎麼怎麼地”，這裡面往往誇張的成分居多。不過，倘若說“沒有看過《C++ Templates: The Complete Guide》，你就不可能精通C++模板程式設計”，那麼這個論斷對於世界上絕大多數C++程式設計師來說是成立的。

這本書填補了C++模板書籍領域由來已久的空白。此前，上有《Modern C++ Design》這樣的專注於模板高階程式設計技術和泛型模式的著作，下有《The C++ Standard Library》這樣的針對特定模板框架和元件的使用指南。然而，假如對模板機制缺乏深入的理解，你就很難“上下”自如。鑑於此，我向每一位渴望透徹理解 C++模板技術的朋友推薦這本書。

這本書在內地、臺灣各有一個譯本，但出自不同的譯者之手。當你看到這篇文章時，兩個譯本應該都已經上市，對於讀者來說當然也就多了一種選擇。侯捷先生個人網站上開放了繁體譯本大部分章節，不妨先睹為快。

Andrei Alexandrescu, Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied

《C++設計新思維：泛型程式設計與設計模式之應用》，華中科技大學出版社
《C++設計新思維（影印版）》，中國電力出版社

你自認為是C++模板程式設計高手嗎？請看過這本書再回答J 這是一本出自天才之手令人敬畏的傑作。泛型模式，無限延伸你的視野，足以挑戰任何一名C++程式設計師的思維極限。

這本書共分為兩大部分，第一部分討論了 Loki程式庫採用的基礎技術以及一些高階語言特性，包括基於策略的類設計、模板區域性特化、編譯期斷言、Typelist以及小型物件分配技術等。第二部分則著重介紹了Loki中的重要元件和泛型模式技術，包括泛化仿函式（Generalization Functor）、單件（Singleton）、智慧指標、物件工廠（Object Factory）、抽象工廠（Abstract Factory）、訪問者（Visitor）以及多方法（Multimethods）等。每一種技術都讓人大開眼界，歎為觀止。

在C++的學習方面，過猶不及往往成了不求甚解的藉口。然而，物件導向並非C++的全部，模板和泛型程式設計亦佔半壁江山。對於“嚴肅”的C++程式設計師而言，及時跟進這項早經例證的成功技術，不失為明智之舉。