class traits =
char_traits<charT>,
class Allocator = allocator<charT>
>
class basic_string;
typedef basic_string<char>
string;
"正常" 操作的"典型"
用户却又可以避开。换句话说,如果只想使用象C字符串那样的字符串对象,就可以使用string对象,而不用在意实际上是在用basic_string<char,
char_traits<char>,
allocator<char>
>类型的对象。
string;
// 会通过编译,
basic_string<char>
string;
编译器会奇怪 ----
当然,它可能会用不同的语句来问你。所以,为了声明string,首先得声明它所依赖的所有模板。如果可以这么做的话,就会象下面这样:
charT> struct char_traits;
T> class allocator;
charT, class traits =
char_traits<charT>,
class
Allocator = allocator<charT>
>
class
basic_string;
basic_string<char>
string;
而,你不能声明string。至少不应该。这是因为,标准库的实现者声明的stirng(或std名字空间中任何其它东西)可以和标准中所指定的有所不
同,只要最终提供的行为符合标准就行。例如,basic_string的实现可以增加第四个模板参数,但这个参数的缺省值所产生的代码的行为要和标准中所
说的原始的basic_string一致。那到底该怎么办?不要手工声明string(或标准库中其它任何部分)。相反,只用包含一个适当的头文件,
如<string>。
标准C库。它还在,还可以用它。虽然有些地方有点小的修修补补,但无论怎么说,还是那个用了多年的C库。
Iostream。和 "传统"
Iostream的实现相比,它已经被模板化了,继承层次结构也做了修改,增强了抛出异常的能力,可以支持string(通过stringstream
类)和国际化(通过locales)。当然,你期望Iostream库所具有的东西几乎全都继续存在。也就是说,它还是支持流缓冲区,格式化标识符,操作
子和文件,还有cin,cout,cerr和clog对象。这意味着可以把string和文件当做流,还可以对流的行为进行更广泛的控制,包括缓冲和格式
化。
String。string对象在大多数应用中被用来消除对char*指针的使用。它们支持你所期望的那些操作(例如,字符串连接,通过
operator[]对单个字符进行常量时间级的访问,等等),它们可以转换成char*,以保持和现有代码的兼容性,它们还自动处理内存管理。一些
string的实现采用了引用计数,这会带来比基于char*的字符串更佳的性能(时间和空间上)。
容器。标准库提供了高效的容器实现:vector(就象动态可扩充的数组),list(双链表),queue,
stack,deque,map,set和bitset。但多少可以作为补偿的一点是,
string是容器。这很重要,因为它意味着对容器所做的任何操作对string也适用。
"常量时间" 内的访问。如果不这样,就不是一个有效的vector实现。
---- 尤其是没有delete掉new出来的内存而导致的泄漏 ----
时常发生。如果使用string和vector对象(二者都执行自身的内存管理)而不使用char*和动态分配的数组的指针,很多new和delete就可以免于使用,使用它们所带来的问题也会随之消失。
算法。标准库就提供了大量简易的方法(即,预定义函数,官方称为算法(algorithm) ----
实际上是函数模板),其中的大多数适用于库中所有的容器 ---- 以及内建数组(built-in
arrays)。
法将容器的内容当作序列(sequence),每个算法可以应用于一个容器中所有值所对应的序列,或者一个子序列(subsequence)。标准算法有
for_each(为序列中的每个元素调用某个函数),find(在序列中查找包含某个值的第一个位置,count_if(计算序列中使得某个判定为真的
所有元素的数量),equal(确定两个序列包含的元素的值是否完全相同),search(在一个序列中找出某个子序列的起始位置),copy(拷贝一个
序列到另一个),unique(在序列中删除重复值),rotate(旋转序列中的值),sort(对序列中的值排序)。注意这里只是抽取了所有算法中的
几个;标准库中还包括其它很多算法。
log N) 。(stable_sort提供的性能必须和最高效的通用排序算法在同一个级别。)
对国际化的支持。不同的文化以不同的方式行事。和C库一样,C++库提供了很多特性有助于开发出国际化的软件。但虽然从概念上来说和C类似,其实C++的方法还是有所不同。例如,C++为支持国际化广泛使用了模板,还利用了继承和虚函数,这些一定不会让你感到奇怪。
持国际化最主要的构件是facets和locales。facets描述的是对一种文化要处理哪些特性,包括排序规则(即,某地区字符集中的字符应该如何
排序),日期和时间应该如何表示,数字和货币值应该如何表示,怎样将信息标识符映射成(自然的)明确的语言信息,等等。locales将多组facets
捆绑在一起。例如,一个关于美国的locale将包括很多facets,描述如何对美国英语字符串排序,如何以适合美国人的方式读写日期和时间,读写货币
和数字值,等等。而对于一个关于法国的locales来说,它描述的是怎么以法国人所习惯的方式完成这些任务。C++允许单个程序中同时存在多个
locales,所以一个应用中的不同部分可能采用的是不同的规范。
对数字处理的支持。C++库为复数类(实数和虚数部分的精度可以是float,double或long
double)和专门针对数值编程而设计的特殊数组提供了模板。例如,valarray类型的对象可用来保存可以任意混叠(aliasing)的元素。这
使得编译器可以更充分地进行优化,尤其是对矢量计算机来说。标准库还对两种不同类型的数组片提供了支持,并提供了算法计算内积(inner
product),部分和(partial sum),临差(adjacent difference)等。
诊断支持。标准库支持三种报错方式:C的断言,错误号,例外。为了有助于为例外类型提供某种结构,标准库定义了下面的例外类(exception
class)层次结构:
|---domain_error
|----- logic_error<----
|---invalid_argument
|
|---length_error
|
|---out_of_range
exception<--|
|
|--- range_error
|-----runtime_error<--|---underflow_error
|---overflow_error
---- 迭代子(Iterator)。迭代子是指针似的对象,它让STL算法和容器共同工作。
是标准库中最具创新的部分,这并不是因为它提供了容器和算法(虽然它们非常有用),而是因为它的体系结构。简单来说,它的体系结构具有扩展性:可以对
STL进行添加。当然,标准库中的组件本身是固定的,但如果遵循STL构建的规范,可以写出自己的容器,算法和迭代子,使它们可以和标准STL组件一起工
作,就象标准组件自身之间相互工作一样。还可以利用别人所写的符合STL规范的容器,算法和迭代子,就象别人利用你的一样。使得STL具有创新意义的原因
在于它实际上不是软件,而是一套规范(convention)。标准库中的STL组件只是具体体现了遵循这种规范所能带来的好处。
一
C++标准库与STL(标准模板库)的联系、区别
STL即标准模板库(Standard Template
Library),它包括6大类组件:算法(Algorithm)、容器(Container)、空间分配器(Allocator)、迭代器(Iterator)、函数对象(Functor)、适配器(Adapter)。
qin注:按侯捷《STL源码剖析》:6大组件的关系是:
Container通过Allocator取得数据存储空间,Algorithm通过Iterator存取Container内容,Functor协助Algorithm完成不同的策略变化,
Adapter修饰或套接Functor.
STL是C++标准库的一部分,但不是全
部。C++标准库是std名字空间中的所有内容,就是那些不带.h的头文件,如<cstdio>、<iostream>。如
std::string,及IO流都不属于STL,但它们是STL兼容的,可以应用迭代器,算法等。虽然std::string和IO流也是模板类,但并
不属于STL。
STL的实现,如STLPort中包括了IO流,string类等,其实不能确切的称为STL实现,而是比STL更大的库实现。但是某些STL类没有在标准库中实现,如hash
map,STLPort中实现了。C++标准库包含一个STL的实现,但该实现是标准STL的子集。
二
C++标准库功能分类
C++标准库的所有头文件都没有扩展名。C++标准库的内容总共在50个标准头文件中定义,其中18个提供了C库的功能。
<cname>形式的标准头文件【
<complex>例外】其内容与ISO标准C包含的name.h头文件相同,但容纳了C++扩展的功能。
在
<cname>形式标准的头文件中,与宏相关的名称在全局作用域中定义,其他名称在std命名空间中声明。在C++中还可以
使用name.h形式的标准C库头文件名。
C++标准库的内容分为10类:
C1.语言支持
C2.输入/输出 C3.诊断 C4.一般工具 C5.字符串
C6.容器 C7.迭代器支持
C8.算法 C9.数值操作 C10.本地化
C1
标准库中与语言支持功能相关的头文件 头文件
描述
<cstddef>
定义宏NULL和offsetof,以及其他标准类型size_t和ptrdiff_t。与对应的标准C头文件的区别是,NULL是C++空指
针常量的补充定义,宏offsetof接受结构或者联合类型参数,只要他们没有成员指针类型的非静态成员即可。
<limits>
提供与基本数据类型相关的定义。例如,对于每个数值数据类型,它定义了可以表示出来的最大值和最小值以及二
进制数字的位数。
<climits>
提供与基本整数数据类型相关的C样式定义。这些信息的C++样式定义在
<limits>中
<cfloat>
提供与基本浮点型数据类型相关的C样式定义。这些信息的C++样式定义在
<limits>中
<cstdlib>
提供支持程序启动和终止的宏和函数。这个头文件还声明了许多其他杂项函数,例如搜索和排序函数,从字符串转换为数值等函数。它与对应的标准C头文件
stdlib.h不同,定义了abort(void)。abort()函数还有额外的功能,它不为静态或自动对象调用析构函数,也不调用传给
atexit()函数的函数。它还定义了exit()函数的额外功能,可以释放静态对象,以注册的逆序调用用atexit()注册的函数。清除并关闭所有
打开的C流,把控制权返回给主机环境。
<new>
支持动态内存分配
<typeinfo>
支持变量在运行期间的类型标识
<exception>
支持异常处理,这是处理程序中可能发生的错误的一种方式
<cstdarg>
支持接受数量可变的参数的函数。即在调用函数时,可以给函数传送数量不等的数据项。它定义了宏va_arg、va_end、va_start以及va_list类型
<csetjmp>
为C样式的非本地跳跃提供函数。这些函数在C++中不常用
<csignal>
为中断处理提供C样式支持
C2
支持流输入/输出的头文件 头文件
描述
<
iostream>
支持标准流cin、cout、cerr和clog的输入和输出,它还支持多字节字符标准流wcin、wcout、wcerr和wclog。
<iomanip>
提供操纵程序,允许改变流的状态,从而改变输出的格式。
<ios>
定义iostream的基类
<istream>
为管理输出流缓存区的输入定义模板类
<ostream>
为管理输出流缓存区的输出定义模板类
<sstream>
支持字符串的流输入输出
<fstream>
支持文件的流输入输出
<iosfwd>
为输入输出对象提供向前的声明
<streambuf>
支持流输入和输出的缓存
<cstdio>
为标准流提供C样式的输入和输出
<cwchar>
支持多字节字符的C样式输入输出
C3
与诊断功能相关的头文件 头文件 描述
<stdexcept>
定义标准异常。异常是处理错误的方式
<cassert>
定义断言宏,用于检查运行期间的情形
<cerrno>
支持C样式的错误信息
C4
定义工具函数的头文件 头文件 描述
<utility>
定义重载的关系运算符,简化关系运算符的写入,它还定义了pair类型,该类型是一种模板类型,可以存储一对值。这些功能在库的其他地方使用
<functional>
定义了许多函数对象类型和支持函数对象的功能,函数对象是支持operator()()函数调用运算符的任意对象
<memory>
给容器、管理内存的函数和auto_ptr模板类定义标准内存分配器
<ctime>
支持系统时钟函数
C5
支持字符串处理的头文件 头文件 描述
<string>
为字符串类型提供支持和定义,包括单字节字符串(由char组成)的string和多字节字符串(由wchar_t组成)
<cctype>
单字节字符类别
<cwctype>
多字节字符类别
<cstring>
为处理非空字节序列和内存块提供函数。这不同于对应的标准C库头文件,几个C样式字符串的一般C库函数被返回值为const和非const的函数对替代了
<cwchar>
为处理、执行I/O和转换多字节字符序列提供函数,这不同于对应的标准C库头文件,几个多字节C样式字符串操作的一般C库函数被返回值为const和非const的函数对替代了。
<cstdlib>
为把单字节字符串转换为数值、在多字节字符和多字节字符串之间转换提供函数
C6
定义容器类的模板的头文件 头文件 描述
<vector>
定义vector序列模板,这是一个大小可以重新设置的数组类型,比普通数组更安全、更灵活
<list>
定义list序列模板,这是一个序列的链表,常常在任意位置插入和删除元素
<deque>
定义deque序列模板,支持在开始和结尾的高效插入和删除操作
<queue>
为队列(先进先出)数据结构定义序列适配器queue和priority_queue
<stack>
为堆栈(后进先出)数据结构定义序列适配器stack
<map>
map是一个关联容器类型,允许根据键值是唯一的,且按照升序存储。multimap类似于map,但键不是唯一的。
<set>
set是一个关联容器类型,用于以升序方式存储唯一值。multiset类似于set,但是值不必是唯一的。
<bitset>
为固定长度的位序列定义bitset模板,它可以看作固定长度的紧凑型bool数组
C7
支持迭代器的头文件 头文件 描述
<iterator>
给迭代器提供定义和支持
C8
有关算法的头文件 头文件 描述
<algorithm>
提供一组基于算法的函数,包括置换、排序、合并和搜索
<cstdlib>
声明C标准库函数bsearch()和qsort(),进行搜索和排序
<ciso646>
允许在代码中使用and代替&&
C9
有关数值操作的头文件 头文件 描述
<complex>
支持复杂数值的定义和操作
<valarray>
支持数值矢量的操作
<numeric>
在数值序列上定义一组一般数学操作,例如accumulate和inner_product
<cmath>
这是C数学库,其中还附加了重载函数,以支持C++约定
<cstdlib>
提供的函数可以提取整数的绝对值,对整数进行取余数操作
C10
有关本地化的头文件 头文件 描述
<locale>
提供的本地化包括字符类别、排序序列以及货币和日期表示。
<clocale>
对本地化提供C样式支持
原文链接: https://www.cnblogs.com/jipeng/archive/2012/09/19/2693256.html
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