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c++標準庫

(類庫和函數的集合軟件)

鎖定
C++強大的功能來源於其豐富的類庫庫函數資源。 [1]  C++標準庫(C++ Standard Library, 亦可稱作,C++標準程序庫)的內容總共在50個標準頭文件中定義。 [2]  在C++開發中,要儘可能地利用標準庫完成。
中文名
c++標準庫
外文名
C++ Standard Library
別    名
C++標準程序庫
類    別
類庫和函數的集合
制    定
c++標準委員會
來    源
其豐富的類庫及庫函數資源

目錄

c++標準庫基本介紹

C++標準庫,C++ Standard Library,是類庫和函數的集合,其使用核心語言寫成,由c++標準委員會制定,並不斷維護更新。 [1-2] 
這樣做的直接好處包括:
(1)成本:
已經作為標準提供,不必再花費時間、人力重新開發。
(2)質量:
標準庫的都是經過嚴格測試的,正確性有保證。
(3)效率:
關於人的效率已經體現在成本中了,關於代碼的執行效率要相信實現標準庫的前輩的水平。
(4)良好的編程風格:
採用行業中普遍的做法進行開發。

c++標準庫更新

c++標準庫的標準化始於1989年,由國際標準化組織(the International Organization for Standardization,ISO)推動。至今完成了四個標準,那就是各種C++ standard [3] 

c++標準庫c++98

1998年批准,是第一份C++標準。文檔編號ISO/IEC 14882:1998。

c++標準庫c++03

是一份“技術勘誤”,修復了幾個小bug,文檔編號ISO/IEC 14882:2003。

c++標準庫TR1

內含大尺度的標準庫擴充,文檔編號ISO/IEC TR 19768:2007。

c++標準庫c++11

對c++內含語言或/和標準庫兩方面皆十分重大的改善和強化。文檔編號ISO/IEC 14882:2011。

c++標準庫內容分類

C++標準庫的內容基本可以分以下為10類
(未註明為c++98 03的標準庫)。
C1. 標準庫中與語言支持功能相關的頭文件
頭文件
描 述
-
定義宏NULL和offsetof,以及其他標準類型size_t和ptrdiff_t。與對應的標準C頭文件的區別是,NULL是C++空指針常量的補充定義(c++11中已有關鍵字nullptr),offsetof接受結構或者聯合類型參數,只要他們沒有成員指針類型的非靜態成員即可。(c++11:)nullptr_t是nullptr的類型。
提供與基本數據類型相關的定義。例如,對於每個數值數據類型,它定義了可以表示出來的最大值和最小值以及二進制數字的位數。
-
提供與基本整數數據類型相關的C樣式定義。這些信息的C++樣式定義在中
提供與基本浮點型數據類型相關的C樣式定義。這些信息的C++樣式定義在中
提供支持程序啓動和終止的宏和函數。這個頭文件還聲明瞭許多其他雜項函數,例如搜索和排序函數,從字符串轉換為數值等函數。它與對應的標準C頭文件stdlib.h不同,定義了abort(void)。abort()函數還有額外的功能,它不為靜態或自動對象調用析構函數,也不調用傳給atexit()函數的函數。它還定義了exit()函數的額外功能,可以釋放靜態對象,以註冊的逆序調用用atexit()註冊的函數。清除並關閉所有打開的C流,把控制權返回給主機環境。
支持動態內存分配
-
支持變量在運行期間的類型標識
支持異常處理,這是處理程序中可能發生的錯誤的一種方式
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支持接受數量可變的參數的函數。即在調用函數時,可以給函數傳送數量不等的數據項。它定義了宏va_arg、va_end、va_start以及va_list類型
為C樣式的非本地跳躍提供函數。這些函數在C++中不常用
為中斷處理提供C樣式支持
C2. 支持流輸入/輸出的頭文件
頭文件
描 述
支持標準流cin、cout、cerr和clog的輸入和輸出,它還支持多字節字符標準流wcin、wcout、wcerr和wclog。
提供操縱程序,允許改變流的狀態,從而改變輸出的格式。
定義iostream的基類
-
為管理輸出流緩存區的輸入定義模板類
為管理輸出流緩存區的輸出定義模板類
支持字符串的流輸入輸出
支持文件的流輸入輸出
為輸入輸出對象提供向前的聲明
支持流輸入和輸出的緩存
為標準流提供C樣式的輸入和輸出
-
支持多字節字符的C樣式輸入輸出
C3. 與診斷功能相關的頭文件
頭文件
描 述
-
定義標準異常。異常是處理錯誤的方式
定義斷言宏,用於檢查運行期間的情形
支持C樣式的錯誤信息
C4. 定義工具函數的頭文件
頭文件
描 述
定義重載的關係運算符,簡化關係運算符的寫入,它還定義了pair類型,該類型是一種模板類型,可以存儲一對值。這些功能在庫的其他地方使用
定義了許多函數對象類型和支持函數對象的功能,函數對象是支持operator()()函數調用運算符的任意對象
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給容器、管理內存的函數和auto_ptr模板類定義標準內存分配器
(c++11中增加shared_ptr與unique_ptr,分別支持共享與獨享的動態內存分配)
支持系統時鐘函數
C5. 支持字符串處理的頭文件
頭文件
描 述
-
為字符串類型提供支持和定義,包括單字節字符串(由char組成)的string和多字節字符串(由wchar_t組成)
單字節字符類別
多字節字符類別
為處理非空字節序列和內存塊提供函數。這不同於對應的標準C庫頭文件,幾個C樣式字符串的一般C庫函數被返回值為const和非const的函數對替代了
-
為處理、執行I/O和轉換多字節字符序列提供函數,這不同於對應的標準C庫頭文件,幾個多字節C樣式字符串操作的一般C庫函數被返回值為const和非const的函數對替代了。
為把單字節字符串轉換為數值、在多字節字符和多字節字符串之間轉換提供函數
C6. 定義容器類的模板的頭文件
頭文件
描 述
定義vector序列模板,這是一個大小可以重新設置的數組類型,比普通數組更安全、更靈活
定義list序列模板,這是一個序列的鏈表,常常在任意位置插入和刪除元素
定義deque序列模板,支持在開始和結尾的高效插入和刪除操作
為隊列(先進先出)數據結構定義序列適配器queue和priority_queue
為堆棧(後進先出)數據結構定義序列適配器stack
map是一個關聯容器類型,允許根據鍵值是唯一的,且按照升序存儲。multimap類似於map,但鍵不是唯一的。
set是一個關聯容器類型,用於以升序方式存儲唯一值。multiset類似於set,但是值不必是唯一的。
為固定長度的位序列定義bitset模板,它可以看作固定長度的緊湊型bool數組
-
(TR1)固定大小數組,支持複製
(c++11)單向列表,支持快速隨機訪問
(TR1)無序容器set,其元素隨機存放。multiset類似於set,但是值不必是唯一的。
(TR1)無序容器map,其鍵值隨機存放。multimap類似於map,但鍵不是唯一的。
C7. 支持迭代器的頭文件
頭文件
描 述
給迭代器提供定義和支持
C8. 有關算法的頭文件
頭文件
描 述
提供一組基於算法的函數,包括置換、排序、合併和搜索
聲明C標準庫函數bsearch()和qsort(),進行搜索和排序
-
允許在代碼中使用and代替&&
C9. 有關數值操作的頭文件
頭文件
描 述
支持複雜數值的定義和操作
-
支持數值矢量的操作
在數值序列上定義一組一般數學操作,例如accumulate和inner_product
這是C數學庫,其中還附加了重載函數,以支持C++約定
提供的函數可以提取整數的絕對值,對整數進行取餘數操作
C10. 有關本地化的頭文件
頭文件
描 述
提供的本地化包括字符類別、排序序列以及貨幣和日期表示。
-
對本地化提供C樣式支持
參考資料