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。
<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。

Leave a Reply