Standardní knihovna C ++ - C++ Standard Library

V C ++ programovací jazyk, Standardní knihovna C ++ je sbírka třídy a funkce, které jsou napsány v základní jazyk a část C ++ ISO Samotný standard.^[1]

Přehled

Standardní knihovna C ++ poskytuje několik obecných kontejnerů, funkce pro použití a manipulaci s těmito kontejnery, funkční objekty, obecné řetězce a proudy (včetně interaktivních a vstupních / výstupních souborů), podpora některých jazykových funkcí a funkce pro každodenní úkoly, jako je hledání odmocnina čísla. Standardní knihovna C ++ také obsahuje většinu záhlaví ISO C standardní knihovna končící na „.h“, ale jejich použití je zastaralé.^[2] Žádné jiné záhlaví ve standardní knihovně C ++ nekončí na „.h“. Funkce standardní knihovny C ++ jsou deklarovány v rámci std jmenný prostor.

Standardní knihovna C ++ je založena na konvencích zavedených Standardní knihovna šablon (STL) a byl ovlivněn výzkumem v generické programování a vývojáři STK jako např Alexander Stepanov a Meng Lee.^[3][4] Ačkoli standardní knihovna C ++ a STL sdílejí mnoho funkcí, ani jedna není striktní nadmnožinou druhé.^{[Citace je zapotřebí ]}

Pozoruhodnou vlastností standardní knihovny C ++ je, že nejen specifikuje syntaxi a sémantiku obecných algoritmů, ale také klade požadavky na jejich výkon.^[5] Tyto výkonnostní požadavky často odpovídají známému algoritmu, jehož použití se očekává, ale nevyžaduje se. Ve většině případů to vyžaduje lineární čas O (n) nebo lineární čas Ó(n log n), ale v některých případech jsou povoleny vyšší hranice, například kvazilineární čas Ó(n log² n) pro stabilní řazení (povolit třídění sloučení na místě ). Dříve bylo třídění vyžadováno pouze pro převzetí O (n log n) v průměru umožňuje použití quicksort, který je v praxi rychlý, ale má špatný výkon v nejhorším případě, ale introsort byl zaveden tak, aby umožňoval jak rychlý průměrný výkon, tak optimální složitost v nejhorším případě, a od C ++ 11, je zaručeno, že třídění bude v nejhorším případě lineární. V ostatních případech zůstávají požadavky laxnější, jako např výběr, který musí být průměrný pouze lineární (jako v rychlý výběr ),^[6] nevyžadující nejhorší případ lineární jako v introselect.

Standardní knihovna C ++ prošla normalizací ISO jako součást úsilí o normalizaci C ++ ISO a prochází dalšími pracemi^[7] týkající se standardizace rozšířené funkčnosti.

Implementace

Standardní knihovna Microsoft C ++ (STL)

Na CppCon 2019 16. září 2019, Microsoft oznámili vydání své implementace standardní knihovny C ++ (také známé jako STL) jako otevřený zdroj.^[8] Je hostován na GitHub a licencován pod Licence Apache 2.0 s LLVM Výjimka.^[9][10]

Standardní knihovna Apache C ++

The Standardní knihovna Apache C ++ je další implementace open source. Původně byl komerčně vyvinut společností Rogue Wave Software a později daroval Softwarová nadace Apache.^[11] Po více než pěti letech bez vydání se však představenstvo Apache Software Foundation rozhodlo ukončit tento projekt a přesunout ho na Apache Attic.^[12]

Standardní záhlaví

Následující soubory obsahují deklarace standardní knihovny C ++.

Kontejnery

<array>

Nový V C ++ 11 a TR1. Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: pole, kontejner pro pole pevné velikosti.

<bitset>

Poskytuje specializovanou třídu kontejnerů std :: bitset, a bitové pole.

<deque>

Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: deque, a oboustranná fronta.

<forward_list>

Nový V C ++ 11 a TR1. Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: forward_list, a jednotlivě propojený seznam.

<list>

Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: seznam, a dvojnásobně propojený seznam.

<map>

Poskytuje šablony třídy kontejneru std :: mapa a std :: multimap, seřazeno asociativní pole a multimapa.

<queue>

Poskytuje třídu adaptéru kontejneru std :: fronta, s jedním koncem fronta, a std :: priority_queue, a prioritní fronta.

<set>

Poskytuje šablony třídy kontejneru std :: set a std :: multiset, tříděné asociativní kontejnery nebo sady.

<stack>

Poskytuje třídu adaptéru kontejneru std :: stack, a zásobník.

<unordered_map>

Nový V C ++ 11 a TR1. Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: unordered_map a std :: unordered_multimap, hash tabulky.

<unordered_set>

Nový V C ++ 11 a TR1. Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: unordered_set a std :: unordered_multiset.

<vector>

Poskytuje šablonu třídy kontejneru std :: vektor, a dynamické pole.

Všeobecné

<algorithm>

Poskytuje definice mnoha kontejnerů algoritmy.

<chrono>

Poskytuje časové prvky, například std :: chrono :: doba trvání, std :: chrono :: time_pointa hodiny.

<functional>

Poskytuje několik funkční objekty, navržený pro použití se standardními algoritmy.

<iterator>

Poskytuje třídy a šablony pro práci s iterátory.

<memory>

Poskytuje zázemí pro správa paměti v C ++, včetně šablony třídy std :: unique_ptr.

<stdexcept>

Obsahuje standardní třídy výjimek, jako je std :: logic_error a std :: runtime_error, oba odvozeny z std :: výjimka.

<tuple>

Nový V C ++ 11 a TR1. Poskytuje šablonu třídy std :: n-tice, a n-tice.

<utility>

Poskytuje třídu šablony std :: pair, pro práci s dvojicemi objektů (dvoučlenné n-tice ) a jmenný prostor std :: rel_ops, pro snazší přetížení obsluhy.

Lokalizace

<locale>

Definuje třídy a deklaruje funkce, které zapouzdřují a manipulují s vlastními informacemi národní prostředí.

<codecvt>

Poskytuje fazety pro převod kódu pro různá kódování znaků.

Struny

<string>

Poskytuje standard C ++ tětiva třídy a šablony.

<regex>

Nový V C ++ 11. Poskytuje nástroje pro použití řetězců odpovídajících vzorům regulární výrazy.

Proudy a vstup / výstup

<fstream>

Poskytuje možnosti pro souborový vstup a výstup. Vidět fstream.

<iomanip>

Poskytuje zařízení pro manipulaci s formátováním výstupu, například základna používá se při formátování celých čísel a přesnost z plovoucí bod hodnoty.

<ios>

Poskytuje několik typů a funkcí základních pro provoz iostreamů.

<iosfwd>

Poskytuje předat prohlášení několika šablon tříd souvisejících s I / O.

<iostream>

Poskytuje C ++ vstupní a výstupní základy. Vidět proud.

<istream>

Poskytuje třídu šablony std :: istream a další podpůrné třídy pro vstup.

<ostream>

Poskytuje třídu šablony std :: ostream a další podpůrné třídy pro výstup.

<sstream>

Poskytuje třídu šablony std :: stringstream a další podpůrné třídy pro manipulaci s řetězci.

<streambuf>

Poskytuje funkce čtení a zápisu do / z určitých typů posloupností znaků, jako jsou externí soubory nebo řetězce.

Jazyková podpora

<exception>

Poskytuje několik typů a funkcí souvisejících s zpracování výjimek, počítaje v to std :: výjimka, základní třída všech výjimek vyvolaných standardní knihovnou.

<limits>

Poskytuje třídu šablony std :: numeric_limits, který se používá k popisu vlastností základních numerických typů.

<new>

Poskytuje operátory Nový a vymazat a další funkce a typy tvořící základy C ++ správa paměti.

<typeinfo>

Poskytuje vybavení pro práci s C ++ informace o typu běhu.

Knihovna podpory vláken

<thread>

Nový V C ++ 11. Poskytněte třídu a jmenný prostor pro práci s vlákny.

<mutex>

Nový V C ++ 11. 30.4-1. Tato část poskytuje mechanismy pro vzájemné vyloučení: mutexy, zámky a jednorázové volání.

<condition_variable>

Nový V C ++ 11. 30,5-1. Proměnné podmínky poskytují synchronizační primitivy používané k blokování vlákna, dokud není oznámeno jiným vláknem, že je splněna nějaká podmínka, nebo dokud není dosažen systémový čas.

<future>

Nový V C ++ 11. 30.6.1-1. Popisuje komponenty, které program C ++ může použít k načtení výsledku (hodnoty nebo výjimky) v jednom vlákně z funkce, která byla spuštěna ve stejném vlákně nebo jiném vlákně.

Numerická knihovna

Komponenty, které programy C ++ mohou používat k provádění seminárních operací.

<complex>

Záhlaví definuje šablonu třídy a řadu funkcí pro reprezentaci a manipulaci se složitými čísly.

<random>

Zařízení pro generování (pseudo) náhodných čísel

<valarray>

Definuje pět šablon tříd (valarray, slice_array, gslice_array, mask_array a nepřímý_array), dvě třídy (slice a gslice) a řadu souvisejících šablon funkcí pro reprezentaci a manipulaci s poli hodnot.

<numeric>

Zobecněné numerické operace.

C standardní knihovna

Každá hlavička ze standardní knihovny C je zahrnuta ve standardní knihovně C ++ pod jiným názvem, generovaná odstraněním souboru .h a přidáním písmene „c“ na začátku; například „time.h“ se změní na „ctime“. Jediný rozdíl mezi těmito hlavičkami a tradičními hlavičkami standardní knihovny C je ten, že pokud je to možné, měly by být funkce umístěny do std :: namespace. V ISO C je povoleno implementovat funkce ve standardní knihovně makra, což ISO C ++ nepovoluje.

Viz také

• Standardní knihovna Apache C ++
• Boost (knihovny C ++)
• C POSIX knihovna
• C standardní knihovna
• Standardní knihovna
• C ++ technická zpráva 1

Reference

Další čtení

• Stroustrup, Bjarne. Programovací jazyk C ++. Addison-Wesley. ISBN  978-0321563842.
• Josuttis, Nicolai. Standardní knihovna C ++ - výuka a reference. Addison-Wesley. ISBN  978-0-321-62321-8.
• Van Weert, Peter; Gregoire, Marc. Rychlý průvodce standardní knihovnou C ++. Apress. ISBN  978-1484218754.

externí odkazy

• Referenční příručka standardní knihovny C ++
• Referenční příručka standardní knihovny Microsoft C ++
• Dokumentace Rogue Wave SourcePro C ++
• Apache C ++ Standard Library Wiki, do důchodu 15. května 2014 (na základě standardní knihovny Rogue Wave C ++ 4.1.0)
• Dokumentace standardní knihovny STLport C ++
• Online dokumentace knihovny GNU C ++
• Dokumentace ke standardní knihovně LLVM / Clang C ++