C++標準庫（二）

轉自：http://www.cnblogs.com/growup/archive/2012/01/07/2315557.html

 

一 C++標準庫與STL(標準模板庫)的聯絡、區別
STL即標準模板庫（Standard Template Library），它包括6大類組件：演算法（Algorithm）、容器（Container）、空間分配器（Allocator）、迭代器（Iterator）、函數對象（Functor）、適配器（Adapter）。

qin註：按侯捷《STL源碼剖析》：6大組件的關係是：

  Container通過Allocator取得資料存放區空間，Algorithm通過Iterator存取Container內容，Functor協助Algorithm完成不同的策略變化，   Adapter修飾或套接Functor.

 

STL是C++標準庫的一部分，但不是全部。C++標準庫是std名字空間中的所有內容，就是那些不帶.h的標頭檔，如<cstdio>、<iostream>。如std::string，及IO流都不屬於STL，但它們是STL相容的，可以應用迭代器，演算法等。雖然std::string和IO流也是模板類，但並不屬於STL。
STL的實現，如STLPort中包括了IO流，string類等，其實不能確切的稱為STL實現，而是比STL更大的庫實現。但是某些STL類沒有在標準庫中實現，如hash map，STLPort中實現了。C++標準庫包含一個STL的實現，但該實現是標準STL的子集。

二 C++標準庫功能分類

C++標準庫的所有標頭檔都沒有副檔名。C++標準庫的內容總共在50個標準標頭檔中定義，其中18個提供了C庫的功能。

<cname>形式的標準標頭檔【 <complex>例外】其內容與ISO標準C包含的name.h標頭檔相同，但容納了C++擴充的功能。

在 <cname>形式標準的標頭檔中，與宏相關的名稱在全域範圍中定義，其他名稱在std命名空間中聲明。在C++中還可以使用name.h形式的標準C庫標頭檔名。

C++標準庫的內容分為10類：
C1.語言支援 C2.輸入/輸出 C3.診斷 C4.一般工具 C5.字串
C6.容器 C7.迭代器支援 C8.演算法 C9.數值操作 C10.本地化

C1 標準庫中與語言支援功能相關的標頭檔

1. <cstddef> 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標頭檔的區別是，NULL是C++null 指標常量的補充定義，宏offsetof接受結構或者等位型別參數，只要他們沒有成員指標類型的非靜態成員即可。
2. <limits> 提供與基礎資料型別 (Elementary Data Type)相關的定義。例如，對於每個數值資料類型，它定義了可以表示出來的最大值和最小值以及位元字的位元。
3. <climits> 提供與基本整數資料類型相關的C樣式定義。這些資訊的C++樣式定義在 <limits>中
4. <cfloat> 提供與基本浮點型資料類型相關的C樣式定義。這些資訊的C++樣式定義在 <limits>中
5. <cstdlib> 提供支援程式啟動和終止的宏和函數。這個標頭檔還聲明了許多其他雜項函數，例如搜尋和排序函數，從字串轉換為數值等函數。它與對應的標準C標頭檔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解構函式，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。清除並關閉所有開啟的C流，把控制權返回給主機環境。
6. <new> 支援動態記憶體分配
7. <typeinfo> 支援變數在運行期間的類型標識
8. <exception> 支援異常處理，這是處理常式中可能發生的錯誤的一種方式
9. <cstdarg> 支援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資料項目。它定義了宏va_arg、va_end、va_start以及va_list類型
10. <csetjmp> 為C樣式的非本地跳躍提供函數。這些函數在C++中不常用
11. <csignal> 為中斷處理提供C樣式支援

C2 支援流輸入/輸出的標頭檔

1. < iostream> 支援標準流cin、cout、cerr和clog的輸入和輸出，它還支援多位元組字元標準流wcin、wcout、wcerr和wclog。

<iomanip> 提供操縱程式，允許改變流的狀態，從而改變輸出的格式。

<ios> 定義iostream的基類

<istream> 為管理輸出資料流緩衝區的輸入定義模板類

<ostream> 為管理輸出資料流緩衝區的輸出定義模板類

<sstream> 支援字串的流輸入輸出

<fstream> 支援檔案的流輸入輸出

<iosfwd> 為輸入輸出對象提供向前的聲明

<streambuf> 支援流輸入和輸出的緩衝

<cstdio> 為標準流提供C樣式的輸入和輸出

<cwchar> 支援多位元組字元的C樣式輸入輸出

C3 與診斷功能相關的標頭檔

1. <stdexcept> 定義標準異常。異常是處理錯誤的方式

<cassert> 定義斷言宏，用於檢查運行期間的情形

<cerrno> 支援C樣式的錯誤資訊

C4 定義工具函數的標頭檔

1. <utility> 定義重載的關係運算子，簡化關係運算子的寫入，它還定義了pair類型，該類型是一種模板類型，可以儲存一對值。這些功能在庫的其他地方使用

<functional> 定義了許多函數物件類型和支援函數對象的功能，函數對象是支援operator()()函數調用運算子的任意對象

<memory> 給容器、管理記憶體的函數和auto_ptr模板類定義標準記憶體 Clerk

<ctime> 支援系統時鐘函數

C5 支援字串處理的標頭檔

1. <string> 為字串類型提供支援和定義，包括單位元組字串(由char組成)的string和多位元組字串(由wchar_t組成)

<cctype> 單位元組字元類別

<cwctype> 多位元組字元類別

<cstring> 為處理非空位元組序列和記憶體塊提供函數。這不同於對應的標準C庫標頭檔，幾個C樣式字串的一般C庫函數被傳回值為const和非const的函數對替代了

<cwchar> 為處理、執行I/O和轉換多位元組字元序列提供函數，這不同於對應的標準C庫標頭檔，幾個多位元組C樣式字串操作的一般C庫函數被傳回值為const和非const的函數對替代了。

<cstdlib> 為把單位元組字串轉換為數值、在多位元組字元和多位元組字串之間轉換提供函數

C6 定義容器類的模板的標頭檔

1. <vector> 定義vector序列模板，這是一個大小可以重新設定的數群組類型，比普通數組更安全、更靈活
2. <list> 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
3. <deque> 定義deque序列模板，支援在開始和結尾的高效插入和刪除操作
4. <queue> 為隊列(先進先出)資料結構定義序列適配器queue和priority_queue
5. <stack> 為堆棧(後進先出)資料結構定義序列適配器stack
6. <map> map是一個關聯容器類型，允許根據索引值是唯一的，且按照升序儲存。multimap類似於map，但鍵不是唯一的。
7. <set> set是一個關聯容器類型，用於以升序方式儲存唯一值。multiset類似於set，但是值不必是唯一的。
8. <bitset> 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

C7 支援迭代器的標頭檔

1. <iterator> 給迭代器提供定義和支援

C8 有關演算法的標頭檔

<algorithm> 提供一組基於演算法的函數，包括置換、排序、合并和搜尋

<cstdlib> 聲明C標準庫函數bsearch()和qsort()，進行搜尋和排序

<ciso646> 允許在代碼中使用and代替&&

C9 有關數值操作的標頭檔

1. <complex> 支援複雜數值的定義和操作

<valarray> 支援數值向量的操作

<numeric> 在數值序列上定義一組一般數學操作，例如accumulate和inner_product

<cmath> 這是C數學庫，其中還附加了重載函數，以支援C++約定

<cstdlib> 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 有關本地化的標頭檔

1. <locale> 提供的本地化包括字元類別、排序序列以及貨幣和日期表示。

<clocale> 對本地化提供C樣式支援