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Boost庫

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Boost庫是為C++語言標準庫提供擴展的一些C++程序庫的總稱,由Boost社區組織開發、維護。Boost庫可以與C++標準庫完美共同工作,並且為其提供擴展功能。
中文名
Boost庫
本    質
C++程序庫
開發者
Boost社區
目    的
為C++程序員提供免費的程序庫
功    能
為C++語言標準庫提供擴展
釋    義
是為C++語言標準庫提供擴展的一些C++程序庫的總稱

目錄

Boost庫基本介紹

Boost庫是為C++語言標準庫提供擴展的一些C++程序庫的總稱。
Boost庫由Boost社區組織開發、維護。其目的是為C++程序員提供免費、同行審查的、可移植的程序庫。Boost庫可以與C++標準庫共同工作,並且為其提供擴展功能。Boost庫使用Boost License來授權使用,根據該協議,商業或非商業的使用都是允許並鼓勵的。
Boost社區建立的初衷之一就是為C++的標準化工作提供可供參考的實現,Boost社區的發起人Dawes本人就是C++標準委員會的成員之一。在Boost庫的開發中,Boost社區也在這個方向上取得了豐碩的成果。在送審的C++標準庫TR1中,有十個Boost庫成為標準庫的候選方案。在更新的TR2中,有更多的Boost庫被加入到其中。從某種意義上來講,Boost庫成為具有實踐意義的準標準庫。
大部分boost庫功能的使用只需包括相應頭文件即可,少數(如正則表達式庫,文件系統庫等)需要鏈接庫。裏面有許多具有工業強度的庫,如graph庫。
很多Boost中的庫功能堪稱對語言功能的擴展,其構造用盡精巧的手法,不要貿然的花費時間研讀。Boost另外一面,比如Graph這樣的庫則是具有工業強度,結構良好,非常值得研讀的精品代碼,並且也可以放心的在產品代碼中多多利用。

Boost庫分類

按照實現的功能,Boost可為大致歸入以下20個分類,在下面的分類中,有些庫同時歸入幾種類別。
字符串和文本處理庫
(a)Conversion庫:對C++類型轉換的增強,提供更強的類型安全轉換、更高效的類型安全保護、進行範圍檢查的數值轉換和詞法轉換。
(b) Format庫:實現類似printf的格式化對象,可以把參數格式化到一個字符串,而且是完全類型安全的。
(c) IOStream庫 :擴展C++標準庫流處理,建立一個流處理框架。
(d) Lexical Cast庫:用於字符串、整數、浮點數的字面轉換。
(e) Regex 庫:正則表達式,已經被TR1所接受。
(f) Spirit庫:基於EBNF範式的LL解析器框架
(g) String Algo庫:一組與字符串相關的算法
(h) Tokenizer庫:把字符串拆成一組記號的方法
(i) Wave庫:使用spirit庫開發的一個完全符合C/C++標準的預處理器
(j) Xpressive 庫:無需編譯即可使用的正則表達式
容器庫
(a)Array 庫:對C語言風格的數組進行包裝
(b) Bimap 庫:雙向映射結構庫
(c) Circular Buffer 庫:實現循環緩衝區的數據結構
(d) Disjoint Sets庫 :實現不相交集的庫
(e) Dynamic Bitset 庫:支持運行時調整容器大小的位集合
(f) GIL 庫:通用圖像庫
(g) Graph 庫:處理圖結構的庫
(h) ICL 庫:區間容器庫,處理區間集合和映射
(i) Intrusive 庫:侵入式容器和算法
(j) Multi-Array 庫:多維容器
(k) Multi-Index 庫:實現具有多個STL兼容索引的容器
(l) Pointer Container 庫:容納指針的容器
(m) Property Map 庫:提供鍵/值映射的屬性概念定義
(n) Property Tree 庫:保存了多個屬性值的樹形數據結構
(o) Unordered 庫:散列容器,相當於hash_xxx
(p) Variant 庫:簡單地説,就是持有string, vector等複雜類型的聯合體
迭代器庫
(a)GIL 庫:通用圖像庫
(b) Graph 庫:處理圖結構的庫
(c) Iterators 庫:為創建新的迭代器提供框架
(d) Operators 庫:允許用户在自己的類裏僅定義少量的操作符,就可方便地自動生成其他操作符重載,而且保證正確的語義實現
(e) Tokenizer 庫:把字符串拆成一組記號的方法
算法庫
(a)Foreach庫:容器遍歷算法
(b) GIL庫:通用圖像庫
(c) Graph庫:處理圖結構的庫
(d) Min-Max庫:可在同一次操作中同時得到最大值和最小值
(e) Range庫:一組關於範圍的概念和實用程序
(f) String Algo庫:可在不使用正則表達式的情況下處理大多數字符串相關算法操作
(g) Utility庫:小工具的集合
函數對象和高階編程庫
(a)Bind庫:綁定器的泛化,已被收入TR1
(b) Function庫:實現一個通用的回調機制,已被收入TR1
(c) Functional庫:適配器的增強版本
(d) Functional/Factory庫:用於實現靜態和動態的工廠模式
(e) Functional/Forward庫:用於接受任何類型的參數
(f) Functional/Hash庫:實現了TR1中的散列函數
(g) Lambda庫:Lambda表達式,即未命名函數
(h) Member Function庫:是STL中mem_fun和mem_fun_ref的擴展
(i) Ref庫:包裝了對一個對象的引用,已被收入TR1
(j) Result Of庫:用於確定一個調用表達式的返回類型,已被收入TR1
(k) Signals庫:實現線程安全的觀察者模式
(l) Signals2庫:基於Signal的另一種實現
(m) Utility庫:小工具的集合
(n) Phoenix庫:實現在C++中的函數式編程
泛型編程庫
(a)Call Traits庫:封裝可能是最好的函數傳參方式
(b) Concept Check庫:用來檢查是否符合某個概念
(c) Enable If庫:允許模板函數或模板類在偏特化時僅針對某些特定類型有效
(d) Function Types庫:提供對函數、函數指針、函數引用和成員指針等類型進行分類分解和合成的功能
(e) GIL庫:通用圖像庫
(f) In Place Factory, Typed In Place Factory庫:工廠模式的一種實現
(g) Operators庫:允許用户在自己的類裏僅定義少量的操作符,就可方便地自動生成其他操作符重載,而且保證正確的語義實現
(h) Property Map庫:提供鍵值映射的屬性概念定義
(i) Static Assert庫:把斷言的診斷時刻由運行期提前到編譯期,讓編譯器檢查可能發生的錯誤
(j) Type Traits庫:在編譯時確定類型是否具有某些特徵
(k) TTI庫:實現類型萃取的反射功能。
模板元編程
(a)Fusion庫:提供基於tuple的編譯期容器和算法
(b) MPL庫:模板元編程框架
(c) Proto庫:構建專用領域嵌入式語言
(d) Static Assert庫:把斷言的診斷時刻由運行期提前到編譯期,讓編譯器檢查可能發生的錯誤
(e) Type Traits庫:在編譯時確定類型是否具有某些特徵
預處理元編程庫
(a)Preprocessors庫:提供預處理元編程工具
併發編程庫
(a)Asio庫:基於操作系統提供的異步機制,採用前攝設計模式實現了可移植的異步IO操作
(b) Interprocess庫:實現了可移植的進程間通信功能,包括共享內存內存映射文件信號量文件鎖消息隊列
(c) MPI庫:用於高性能的分佈式並行開發
(d) Thread庫:為C++增加線程處理能力,支持Windows和POSIX線程
(e) Context庫:提供了在單個線程上的協同式多任務處理的支持。該庫可以用於實現用户級的多任務處理的機制,比如説協程coroutines,用户級協作線程或者類似於C#語言中yield關鍵字的實現。 [1] 
(f) Atomic庫:實現C++11樣式的atomic,提供原子數據類型的支持和對這些原子類型的原子操作的支持。
(g)Coroutine庫:實現對協程的支持。協程與線程的不同之處在於,協程是基於合作式多任務的,而多線程是基於搶先式多任務的。
(h)Lockfree庫:提供對無鎖數據結構的支持。
數學和數字庫
(a)Accumulators庫:用於增量計算的累加器的框架
(b) Integer庫:提供一組有關整數處理的類
(c) Interval庫:處理區間概念的數學問題
(d) Math庫:數學領域的模板類和算法
(e) Math Common Factor庫:用於支持最大公約數和最小公倍數
(f) Math Octonion庫 :用於支持八元數
(g) Math Quaternion庫:用於支持四元數
(h) Math/Special Functions庫:數學上一些常用的函數
(i) Math/Statistical Distributions庫:用於單變量統計分佈操作
(j) Multi-Array庫:多維容器
(k) Numeric Conversion庫:用於安全數字轉換的一組函數
(l) Operators庫:允許用户在自己的類裏僅定義少量的操作符,就可方便地自動生成其他操作符重載,而且保證正確的語義實現
(m) Random庫:專注於偽隨機數的實現,有多種算法可以產生高質量的偽隨機數
(n) Rational庫:實現了沒有精度損失的有理數
(o) uBLAS庫:用於線性代數領域的數學庫
(p) Geometry庫:用於解決幾何問題的概念、原語和算法。
(q) Ratio庫:根據C++ 0x標準N2661號建議 [2]  ,實現編譯期的分數操作。
(r)Multiprecision庫:提供比C++內置的整數、分數和浮點數精度更高的多精度數值運算功能。 [3] 
(s)Odeint庫:用於求解常微分方程的初值問題。 [4] 
排錯和測試庫
(a)Concept Check庫 :用來檢查是否符合某個概念
(b) Static Assert庫 :把斷言的診斷時刻由運行期提前到編譯期,讓編譯器檢查可能發生的錯誤
(c) Test庫:提供了一個用於單元測試的基於命令行界面的測試套件
數據結構庫
(a)Any庫:支持對任意類型的值進行類型安全的存取
(b) Bimap庫:雙向映射結構庫
(c) Compressed Pair庫:優化的對pair對象的存儲
(d) Fusion庫:提供基於tuple的編譯期容器和算法
(e) ICL庫:區間容器庫,處理區間集合和映射
(f) Multi-Index庫:為底層的容器提供多個索引
(g) Pointer Container庫:容納指針的容器
(h) Property Tree庫:保存了多個屬性值的樹形數據結構
(i) Tuple庫:元組,已被TR1接受
(j) Uuid庫:用於表示和生成UUID
(k) Variant庫:有類別的泛型聯合類
(l) Heap庫:對std::priority_queue擴展,實現優先級隊列
(m) Type Erasure: 實現運行時的多態。
圖像處理庫
(a)GIL庫:通用圖像庫
輸入輸出庫
(a)Assign庫:用簡潔的語法實現對STL容器賦值或者初始化
(b) Format庫:實現類似printf的格式化對象,可以把參數格式化到一個字符串,而且是完全類型安全的
(c) IO State Savers庫:用來保存流的當前狀態,自動恢復流的狀態等
(d) IOStreams庫:擴展C++標準庫流處理,建立一個流處理框架
(e) Program Options庫:提供強大的命令行參數處理功能
(f) Serialization庫:實現C++數據結構的持久化
跨語言混合編程庫
(a)Python庫:用於實現Python和C++對象的無縫接口和混合編程
內存管理庫
(a)Pool庫:基於簡單分隔存儲思想實現了一個快速、緊湊的內存池庫
(b) Smart Ptr庫:智能指針
(c) Utility庫:小工具的集合
解析庫
(a)Spirit庫:基於EBNF範式的LL解析器框架
編程接口庫
(a)Function庫:實現一個通用的回調機制,已被收入TR1
(b) Parameter庫:提供使用參數名來指定函數參數的機制
綜合類庫
(a)Compressed Pair庫:優化的對pair對象的存儲
(b) CRC庫:實現了循環冗餘校驗碼功能
(c) Date Time 庫:一個非常全面靈活的日期時間庫
(d) Exception庫:針對標準庫中異常類的缺陷進行強化,提供
(e) Filesystem庫:可移植的文件系統操作庫,可以跨平台操作目錄、文件,已被TR2接受
(f) Flyweight 庫:實現享元模式,享元對象不可修改,只能賦值
(g) Lexical Cast 庫:用於字符串、整數、浮點數的字面轉換
(h) Meta State Machine庫:用於表示UML2有限狀態機的庫
(i) Numeric Conversion 庫:用於安全數字轉換的一組函數
(j) Optional 庫:使用容器的語義,包裝了可能產生無效值的對象,實現了未初始化的概念
(k) Polygon 庫:處理平面多邊形的一些算法
(l) Program Options庫:提供強大的命令行參數處理功能
(m) Scope Exit庫:使用preprocessor庫的預處理技術實現在退出作用域時資源自動釋放
(n) Statechart庫:提供有限自動狀態機框架
(o) Swap庫:為交換兩個變量的值提供便捷方法
(p) System庫:使用輕量級的對象封裝操作系統底層的錯誤代碼和錯誤信息,已被TR2接受
(q) Timer庫:提供簡易的度量時間和進度顯示功能,可以用於性能測試等需要計時的任務
(r) Tribool庫:三態布爾邏輯值,在true和false之外引入indeterminate不確定狀態
(s) Typeof庫:模擬C++0x新增加的typeof和auto關鍵字,以減輕變量類型聲明的工作,簡化代碼
(t) Units庫:實現了物理學的量綱處理
(u) Utility庫:小工具集合
(v) Value Initialized庫:用於保證變量在聲明時被正確初始化
(w) Chrono庫:實現了C++ 0x標準中N2661號建議 [2]  所支持的時間功能。
(x) Log庫:實現日誌功能。
(y) Predef庫:提供一批統一兼容探測其他宏的預定義宏。 [5] 
編譯器問題的變通方案庫
(a)Compatibility庫:為不符合標準庫要求的環境提供幫助
(b) Config庫:將程序的編譯配置分解為三個部分:平台、編譯器和標準庫,幫助庫開發者解決特定平台特定編譯器的兼容問題
參考資料