C++ 标准库
C++ 标准库（C++ Standard Library），是类库和函数的集合。C++ 编译器厂商根据 C++ 标准委员会官方的 ISO 规范并将其转化为代码。C++ 编译器厂商在实现 C++ 标准库过程中必须依赖其不同操作系统所提供的系统调用接口，因此每个平台都有其自己的 C++ 标准库实现。本文主要介绍 C++ 标准库。
参考手册：C++ Reference
语言支持功能库
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<cstddef> | 定义宏 NULL 和 offsetof 以及其它标准类型 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（C++11 中已有关键字 nullptr），宏 offsetof 接受结构或者联合类型参数，只要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 风格定义，C++ 风格的定义在 <limits>。 |
<cfloat> | 提供与基本浮点型数据类型相关的 C 风格定义，C++ 风格的定义在 <limits>。 |
<cstdlib> | 提供支持程序启动和终止的宏和函数，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。<cstdlib> 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。 |
<cstdint> | <cstdint> 是 C++ 对 stdint.h 头文件的封装。它定义了一系列特定长度的类型别名、值的上下限，以及一系列类型转换的宏。 |
<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，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。定义了宏 va_arg、va_end、va_start 以及 va_list 类型。 |
<csetjmp> | 为 C 风格的非本地跳跃提供函数，在 C++ 中不常用。 |
<csignal> | 为中断处理提供 C 风格支持。 |
流输入/输出
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<iostream> | 支持标准流 cin、cout、cerr 和 clog 的输入和输出，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 风格的输入和输出。 |
<cwchar> | 支持多字节字符的 C 风格输入输出。 |
诊断功能
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<stdexcept> | 定义标准异常。 |
<cassert> | 定义断言宏，用于运行时检查。 |
<cerrno> | 支持 C 风格的错误信息。 |
工具函数
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<utility> | 定义重载的关系运算符，简化关系运算符的写入，还定义了pair类型，pair类型是一种模板类型，可以存储一对值。 |
<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。 |
字符串处理
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<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。不同于对应的标准 C 库头文件，C 风格字符串的一般 C 库函数被返回值为 const 和非 const 的函数对替代。 |
<cwchar> | 为处理、执行 I/O 和转换多字节字符序列提供函数，不同于对应的标准 C 库头文件，几个多字节 C 风格字符串操作的一般 C 库函数被返回值为 const 和非 const 的函数对替代。 |
<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。 |
容器类模板
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<vector> | 定义 vector 序列模板，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，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。 |
<array> | （TR1）固定大小数组，支持复制。 |
<forward_list> | （C++11）单向列表，支持快速随机访问。 |
<unordered_set> | （TR1）无序容器 set，其元素随机存放。multiset 类似于 set，但是值不必是唯一的。 |
<unordered_map> | （TR1）无序容器 map，其键值随机存放。multimap 类似于 map，但键不是唯一的。 |
迭代器
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<iterator> | 给迭代器提供定义和支持。 |
算法库
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<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 &&。 |
数值操作库
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<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。 |
本地化库
| 头文件 | 说明 |
|---|---|
<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 风格支持。 |
C++ 标准库可以分为两部分
-
标准函数库
由通用的、独立的、不属于任何类的函数组成的
函数库继承自 C 语言
-
面向对象类库：
类及其相关函数的集合
C++ 标准库包含了所有的 C 标准库，并在此基础上做了一些添加和修改
标准函数库
标准函数库分为以下几类
- 输入/输出 I/O
- 字符串和字符处理
- 数学
- 时间、日期和本地化
- 动态分配
- 其他
- 宽字符函数
面向对象类库
标准的 C++ 面向对象类库定义了大量支持一些常见操作的类，比如 输入/输出 I/O、字符串处理、数值处理
面向对象类库包含以下内容
- 标准的 C++ I/O 类
- String 类
- 数值类
- STL 容器类
- STL 算法
- STL 函数对象
- STL 迭代器
- STL 分配器
- 本地化库
- 异常处理类
- 杂项支持库