Essential C++中文版 前言

天啊，这本书竟是如此轻薄短小。我真想大叫一声“哇欧”！C++ Primer 加上索引、扉页、谢词之后，厚达1237 页，而此书却只有薄薄276 页。套句拳击术语，这是一部“轻量级”作品。

每个人都会好奇这究竟是怎么回事。的确，这里头有一段故事。

过去数年来，我不断缠着迪斯尼电影动画公司（Disney Feature Animation）的每一个人，请求让我亲身参与一部电影的制作。我缠着导演，甚至Mickey 本 人（如果我可以说出来的话），要求一份管理工作。我会如此疯狂，部分原因是深陷于好莱坞大屏幕那令人神往的无尽魔力而难以自拔。除了计算机科学方面的学 位，我还拥有艺术硕士的头衔，而电影工作似乎可以为我带来个人专长的某种整合。我要求管理工作，为的是从制片过程中获取经验，以便提供实际有用的工具。身 为一个C++编译器编写者，我一直都是自己最主要的用户之一。而你知道，当你是自己软件的主力抱怨者时，你就很难再为自己辩护或觉得受到不公平的责难。

《幻想曲2000》（Fantasia 2000）片中有一段火鸟（Firebird）的特效镜头。其计算机特效指导对于我的加盟颇感兴趣。不过，为了掂掂我的斤两，他要求我先写个工具，读入为某段场景所摄的原始数据，再由此产生可嵌入Houdini 动画套件中的摄影机节点（camera node）。当然，我用C++把它顺利搞定了。他们爱死它了，我也因此得到了我梦寐以求的工作。

有一次，在制片过程中（在此特别感谢Jinko 和Chyuan），我被要求以Perl 重写那个工具。其他的TD 并非编程高手，仅仅知道Perl、Tcl 之类的程序语言。（TD 是电影界的术语，指的是技术导演。我是这部片子的软件TD，我们还有一位灯光TD〔你好，Mira〕，一位模型TD〔你好，Tim〕，以及电影特效动画师〔你好，Mike，Steve，Tonya〕。）而且，喔，天啊，我得赶着点，因为我们想要获得一些观念上的实证，而导演（你好，Paul 和Gaetan）及特效总监（你好，Dave）正等着结果，准备呈给公司大头目（你好，Peter）。这虽然不是什么紧急要务，可是，你知道的……，唉。

这令我感到些许为难。我自信可以用C++快速完成，但我不懂Perl。好吧，我想，我去找本书抱抱佛脚好了——前提是这本书不能太厚，起码此刻不能太厚。而且它最好不要告诉我太多东西，虽然我知道我应该知道每一样东西，不过暂且等等吧。毕竟这只是一场表演：导演们需要一些经过证实的概念，艺术家需要一些东西协助证实其概念，而制片（你好，heck），她需要的是一天48 小时。此刻我不需要全世界最棒的Perl 大全，我需要的是一本能妥善引导我前进，使我不致偏离正轨过远的小书。

我找到了Randal Schwartz 的Learning Perl，它让我立即上手并进展神速，而且颇具阅读趣味。不过，就像其他有趣的计算机书籍一样，它也略去了不少值得一读的内容——尽管在那个时间点，我并不需要了解所有内容，我只需要让我的Perl 程序乖乖动起来。

我终于在感伤的心境中明白，C++ Primer 第三版其实无法扮演人们在初学C++时的导师角色。它太庞大了。当然，我还是认为它是一本让我骄傲的巨著——特别是由于邀请到Josée Lajoie 共同完成。但是，对于想立刻学会C++程序语言的人来说，这本巨著实在过于庞大复杂。这正是本书的由来。

你或许会想，C++又不是Perl。完全正确！本书也非Learning Perl，它谈的是如何学习C++。真正的问题在于，谁能够在散尽千页篇幅之后，犹敢自称教导了所有的东西呢？

1. 精细度。在计算机绘图领域中，精细度指的是影像被描绘出来的鲜明程度。画面左上角那位骑在马背上的匈奴人，需要一张看得清楚眼睛的脸、头发、五点钟方向的影子、衣服……。匈奴人的背后——不，不是那块岩石，老天——唔，相较之下无关紧要。因此我们不会以相同的精细度来描绘这两个影像。同样道理，本书的精细度在相当程度上做了降低。依我看，C++ Primer 除了在运算符重载（operator overloading）方面的实例讨论稍嫌不足外，可说极其完备了（我敢这么说是因为Josée 也有一份功劳）。但尽管如此，C++ Primer 还花了46 页篇幅讨论操作符重载，并附上了范例，而本书却仅以两页带过。

2. 语言核心。当我还是C++ Report 的编辑时，我常说，杂志编辑有一半工作花在决定哪些题材应该 放入，哪些不要。这句话对本书一样成立。本书内容是围绕在编程过程中所发生的一系列问题组织的。我介绍编程语言本身的特性，借此来为不同的问题提供解决之 道。书中并未述及任何一个可由多继承或虚继承解决的问题，所以我也就完全没有讨论这两个主题。然而，为了实现iterator class，我必须引入嵌套类型（nested type）。Class 的类型转换操作符很容易被错用，解释起来也很复杂，所以我不打算在书中提到它。诸如此类。我对题材的选择以及对语言特性的呈现顺序，欢迎大家指教批评。这是我的选择，也是我的职责。

3. 范例的数量。C++ Primer 有数百页代码，巨细糜遗，其中甚至包括一套面向对象的（Object Oriented）文本检索系统，以及十个左右的完整class。虽然本书也有代码，但数量远不及C++ Primer。为了弥补这项缺憾，我将所有习题解答都置于附录A。诚如我的编辑Deborah Lafferty所言，“如果你想提高教学速度，唾手可得的解答对于学习的强化极有帮助。”

结构与组织

本书由七章和两份附录构成。第1 章借着撰写一个具有互动性质的小程序，描绘C++语言预先定义的部分。这一章涵盖了内置的数据类型、语言预定义的运算符（operator）、标准库中的vector 和string、条件语句和循环语句、输入和输出用的iostream 库。我之所以在本章介绍vector 和string这两个class，是因为我想鼓励读者多多利用它们取代语言内置的数组（array）和C-style 字符串。

第2 章解释函数的设计与使用，并逐一查看C++函数的多种不同风貌，包括inline 函数、重载（over loaded）函数、function template，以及函数指针（pointers to functions）。

第3 章涵盖了所谓的Standard Template Library（STL）：一组容器类（包括vector、list、set、map，等等）、一组作用于容器上的泛型算法（包括sort()、copy()、merge()，等等）。附录B 按字典顺序列出了最广为运用的泛型算法，并逐一附上了使用实例。

身为一个C++程序员，你的主要任务便是提交class 以及面向对象的class 层次体系。第4 章将带领你亲身了解class 机制的设计与使用过程。在这个过程中，你会看到如何为自身的应用系统建立起专属的数据类型。第5 章介绍如何扩展class，使多个相关的class 形成族系，支持面向对象的class 层次体系。以我在梦工厂动画电影公司（Dreamworks Animation）担任顾问的经验为例，那时我们设计了一些class，用来进行四个频道影像合成之类的工作。我们使用了继承和动态绑定（dynamic binding）技术，定义影像合成所需的class 层次体系，而不只是设计八个独立的class。

第6 章的重头戏是class template，那是建立class 时的一种先行描述，让我们得以将class 用到的一个（或多个）数据类型或数据值，抽离并参数化。以vector 为例，可能需要将其元素的类型加以参数化，而buffer 的设计不仅得将元素类型参数化，还得将其缓冲区容量参数化。本章的行进路线围绕在二分树（binary tree）class template 的实现上。

最后一章，第7 章，介绍如何使用C++的异常处理机制（exception handling facility），并示范如何将它融入标准库所定义的异常体系中。附录A 是本书习题解答。附录B 提供了关于最广为运用的一些泛型算法的相关讨论与使用实例。

关于源代码

本书的所有程序，以及习题解答中的完整代码，都可从网上获得。你可以在Addison Wesley Longman 的网站（www.awl.com/cseng/titles/0-201-48518-4）或我的个人首页（www.objectwrite.com）中取得。所有程序均在Visual C++ 5.0 环境中以Intel C++编译器测试过，也在Visual C++ 6.0 环境中以Microsoft C++编译器测试过。你或许需要稍微修改一下代码才能在自己的系统上编译成功。如果你需要做一些修改并且做了，请将修改结果寄一份给我（[e-mail]），我会将它们附上你的大名，附于习题解答代码中。请注意，本书并未显现所有代码。

致谢

在这里，我要特别感谢C++ Primer 第三版的共同作者Josée Lajoie。不仅因为她为本书初稿提供了许多深入见解，更因为她在背后不断地给我鼓舞。我也要特别感谢Dave Slayton 以他那犀利的绿色铅笔，彻底审阅了文本内容与程序范例。Steve Vinoski 则以同情但坚决的口吻，为本书初稿提供了许多宝贵意见。

特别感谢Addison-Wesley 编辑团队：全书编辑Deborah Lafferty 从头到尾支持这个项目；审稿编辑Besty Hardinger 对本书文字的可读性贡献最大；产品经理John Fuller 带领我们把一堆文稿化为一本完整的图书。

撰写本书的过程中，我同时还担任独立顾问工作，因此必须兼顾书稿和客户。感谢我的客户对我如此体谅和宽容。我要感谢Colin Lipworth、Edwin Leonard、Kenneth Meyer，因为你们的耐心与信赖，本书才得以完成。

更多读物

内举不避亲，我要推荐C++书籍中最好的两本，那便是Lippman 与Lajoie 合著的C++ Primer，以及Stroustrup 的著作The C++ Programming Language。这两本书目前均为第3 版。我会在本书各主题内提供其他更深入的参考书目。以下是本书的参考书目。（你可以在C++ Primer 和The C++ Programming Language 中找到更广泛的参考文献。）

[LIPPMAN98] Lippman, Stanley and Josée Lajoie, C++ Primer, 3rd Editoin, Addison Wesley Longman, Inc.,Reading, MA (1998) ISBN 0-201-82470-1.

[LIPPMAN96a] Lippman, Stanley, Inside the C++ Object Model, Addison Wesley Longman, Inc., Reading,MA (1996) ISBN 0-201-83454-5.

[LIPPMAN96b] Lippman, Stanley, Editor, C++ Gems, a SIGS Books imprint, Cambridge University Press,Cambridge, England (1996) ISBN 0-13570581-9.

[STROUSTRUP97] Stroustrup, Bjarne, The C++ Programming Language, 3rd Editoin, Addison Wesley Longman, Inc., Reading, MA (1997) ISBN 0-201-88954-4.

 [SUTTER99] Sutter, Herb, Exceptional C++, Addison Wesley Longman, Inc., Reading, MA (2000) ISBN 0-201-61562-2.

本文节选自《Essential C++中文版》一书

 [美] Stanley B.Lippman 著
     侯捷 译

电子工业出版社出版