身为C++标准库最重要的组成部分,STL(标准范本库)不仅是一个可复用元件库,而且是一个包罗演算法与资料结构的软体框架(framework)。“框架”这个词,本身就有庞大、稳定、完整而可扩展的涵义。软体框架,则是用一行行精细准确的源码,构造一个庞大、稳定、完整而可扩展的软体架构,稍有软体发展经验的人都知道,要做到这些,谈何容易! STL在1994年走入C++标准,使得原本即将推出的C++标准延迟4年问世而无怨无悔,并为之对内容做巨幅改进,而今STL不仅为千千万万C++程式师所日常运用,而且获得极高的学术赞誉,成为了一个典范,一种境界。作为一个软体框架,STL所取得的成功,实在可以用“辉煌”来形容,其所内涵的软体思想和技术经验,更是无比的深厚与精致。
学习编程的人都知道,阅读剖析名家代码乃是提高水准的捷径。源码之前,了无秘密,大师们的缜密思维,经验结晶,技术思路,独到风格,都原原本本地体现在源码之中。在你仔细推敲之中,迷惑不解之时,恍然大悟之际,你的经验、思维、视野、知识乃至技术品味都会获得快速的成长。特别是面对STL这样优秀而普遍的作品,无论你是为了满足作为程式师第二天性的求知欲,还是在日常工作中解决实际问题,总会有一天,你会打开一个叫做或者的表头档,想把STL背後的秘密看个究竟。英文 有一个常用短语,叫做“under the hood”,钻进魔术师的帐篷,屏住呼吸,瞪大眼睛,把那些奇妙的魔法看个通透,让自己的理解和技艺获得巨幅的提升,这种诱惑,任何一个程式师都无法抵挡!
不过,想要研读STL源码,绝对没有那麽简单。STL是精致的软体框架,是为优化效率而无所不用其极的艺术品,是资料结构与演算法大师经年累月的智慧结晶,是泛型思想的光辉诗篇,是C++高级技术的精彩亮相,这些灿烂的赞誉,体现在数万行源码 ,对於一个初涉此道的学习者来说,就是一个感觉:“难!”。无论你是会浅尝辄止地退出这次探险,还是勇敢地向浓雾中前进,当你受困於STL精致的大网之中,为那些迷一般的结构和动作感到茫然无措的时候,所有人都会冒出一个念头:“如果有这样一本书,既能够提纲挈领,为我理顺思绪,指引方向,同时又能够照顾小节,阐述细微,帮助我更快更好地理解STL源码,那该有多好!”
望着长长的STL着作列表,一个“真正”的C++程式师,多少会有一点遗憾。自从STL问世以来,出版了大量的书籍,帮助读者了解它的思想,学习它的用法,掌握它的技巧。其中佼佼者如Matt Austern的《Generic Programming and STL》,Nicolai Josuttis的《The C++ Standard Library》,Scott Meyers的《Effective STL》,已成C++经典名着。然而,定位在引导学习者进行STL源码分析的着作,可以说是凤毛麟角。毕竟,既要能高屋建瓴,剖析大架构,不为纷繁琐碎之细节而迷乱,又能具体而微,体现细致之处的精妙缜密,不因为宏大体系而失之粗略,无论对於专家高手还是技术作者,都是太难达到的目标。
读了这本《STL源码剖析》之後,我认为,这个遗憾终於被补足了!
本书的作者侯捷先生是蜚声海峡两岸的着名IT技术作家,在C++,Windows系统原理,泛型理论和STL等技术领域有极深的造诣。然而,侯捷最令人称道之处,乃是他剖析大架构的能力。所谓剖析大架构,就是要在洋洋洒洒数以万行计的源码中,精准定位,抽取核心观念,高屋建瓴,纲举目张,将看上去乱麻一般的源码梳理得头绪清晰,条理分明,同时又照顾细节,叁透精微,把一个个关键动作阐述得通通透透,这种能力,我以为至少在华人技术作者中,侯捷堪执牛耳。在他的名作《深入浅出MFC》中,侯捷将自己这方面的能力展现得淋漓尽致,而在这本《STL源码剖析》中,我们又看到了一次更加精彩的表现。
我有机会作为大陆最早的几个读者之一,详细拜读了侯捷的这本最新STL专着,感到了一种强烈的技术冲动,说得俗一点,就是觉得很过瘾!具体来说,我以为这本书至少有四大特点,使它成为我所见过的最出色的一本STL源码剖析类着作。
首先,选材精当,立足高远。STL是一个标准,因而有各种实作版本。本书所剖析的SGI STL,可以说是设计最巧妙,思想最深刻,获得赞誉最盛,认同最广的STL实作。当然,这份出自STL之父Alex Stepanov,以及Matt Austern,David Musser等巨匠之手的经典作品,剖析阐述起来自然也需要花费更大的心力。侯捷籍其扎实的理论与技术素养,毅然选择这份作品来剖析,是需要极大勇气与自信的。同样,本书对读者的预期,也是很高的,不但要有扎实的基本功,更要有掌握STL的兴趣与坚韧意志。读这本书,你可以有充分的信心,学到的是超一流大师的思想和经验,所谓名门正派,高屋建瓴。
其次,脉络清晰,组织顺序匠心独具。任何人打算系统阅读STL源码,所必须作出的第一个决定就是,从何处开始?我在初读此书时,一个最疑惑的地方就是侯捷居然把allocator放在所有组件之前讲述。要知道,allocator这个东西,对一般的使用者完全透明,根本感觉不到其存在,以至於在名着《The C++ Standard Libaray》中,Nicolai Josuttis将这一部分放在全书最後。既然如此,又何必让这个无名小卒占据头版头条?我一开始还真是不理解。直到後来,我自己有一些扩展STL的实践,才发现,用的时候你固然可以对allocator不闻不问,但一旦要领悟STL的工作原理,或者要自己扩展STL的功能,则对於allocator的掌握几乎是第一先决条件。不了解allocator,则无论剖析也好,扩展也罢,必然处处碰壁。侯捷毫不迟疑首先帮读者搬开这块绊脚石,理出头绪,实在是匠心独具。紧接着的第三章iterator及traits,直入STL的核心观念与关键技术,剑走中锋,直取要害,高举高打,开诚布公,直接把理解STL的钥匙交道读者手上。此章一过,读者神气完足,就可以大刀阔斧地打通STL的重重关隘。此布局只要稍有变化,读者的学习难度势必猛增。侯捷的此种安排,实在是大家手笔!
此外,本书在技术上迎难而上,详略得当,完整而重点突出。了解SGI STL的读者都知道,这份作品对C++标准中的STL做了大量的扩充,增加了专用的高效allocator,用以操作巨型字串的rope,单链表slist,以及万众企盼的hash容器等等,再加上STL本身就有很多精微之处,技术上的难点不少。此类书籍的作者,但凡稍有一丝懈怠之心,大可以冠冕堂皇地避重就轻。然而侯捷在此书中对重点难点毫不避讳,无论是标准功能还是非标准功能,只要对读者理解STL架构有益,只要有助於提高读者的技术,增长读者的视野与经验,书中必然不畏繁难,将所有技术细节原原本本和盘托出。另一方面,所谓剖析源码,其目的在於明理,解惑,提高自身水平,并不是要穷经皓首,倒背如流。因此,一旦道理讲清楚,书中就将重复与一般性的内容一笔带过,孰轻孰重,一目了然,详略十分得当,这一点对於提高读者的学习效率,有着巨大的意义。
最後一点,本书通过大量生动范例和插图讲解基本思想,在同类书籍中堪称典范。虽然我把这一点放在最後,但我相信大部分读者站在书店,随手翻过这本书,得到的第一印象便是这一点。STL之所以为大家所津津乐道,除了其思想深刻之外,最大的因素是它实用。它所包装的,是演算法与资料结构的基本功能。作为一个程式师,如果你是做资料库编程的,大可以不懂组合语言,如果你是写驱动程式的,大可以不必通晓人工智慧,写编译器的可以不用懂什麽电脑图形学,作业系统内核高手的不用精通网站架设,然而,如果你不懂资料结构与演算法的基础知识,不具备资料结构与演算法的基本技能,那就完全丧失称为一个程式师的资格!市面上讲述演算法与资料结构的专着汗牛充栋,俯拾皆是。相比之下,本书倒并不是以此为核心目标的。但是,可曾有哪位读者看到任何一本书像本书一样,将红黑树用一张张清晰生动的图解释得如此浅显易懂?所谓一图胜千言,在教授基本资料结构与演算法方面,我想不出还有任何一种方法,能够比幻灯般的图片更生动更令人印象深刻了。读过此书的每一位读者,我想都会为书中那一副副插图所打动,作者细致严谨的作风,时刻为读者考虑的敬业精神,也许是更值得我们尊敬的东西。
侯捷先生在一篇影响广泛的STL技术杂文中,将STL的学习境界划分为三个阶段,(1) 会用,(2) 明理,(3) 扩展。阅读STL源码是由第一层次直贯第二层次,而渐达於第三层次的一条捷径,当然也是条荆棘之路。如果你是一个勇於征服险峰的程式师,如果你是一个希望了解under the hood之奥秘的程式师,那麽当你在攀登STL这座瑰丽高山的时候,这本书会大大地帮助你。我非常热情地向您推荐这本着作。当然,再好的书籍只是工具,能不能成功,关键还在你自己。
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