C++标准库简介

一、C++标准库简介 1、C++标准库简介

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。 C++标准库的特点如下： A、C++标准库不是C++语言标准的一部分，由类库和函数库组成。 B、C++标准库中定义的类和对象都位于std命名空间中。 C、C++标准库的头文件都不带.h后缀。 D、C++标准库涵盖了C库的功能。

2、C++编译环境

C++编译环境组成如下： C++编译环境的组成如下： A、不同的C++编译器有自己不同的C++扩展语法模块 B、不同的C++编译器有相同的C++标准语法模块 C、不同的C++编译器有自己的编译器扩展库 D、为了便于软件开发，不同的C++编译器附带提供C语言兼容库，C语言兼容库头文件带.h后缀，如#include ，#include 等 E、C++标准库中包含一个涵盖C库功能的子库，通常头文件以c开头，如#include ，#include 等。 F、不同的C++编译器都有C++编译器厂商实现的遵循C++标准的C++标准库，C++标准库有相同的功能接口，但内部实现不同。

二、C++标准库实现 1、C++标准库实现简介

C++标准库是一组C++模板类，提供了通用的编程数据结构和函数，如链表、堆、数组、算法、迭代器等C++组件。C ++标准库包含了C标准库，并在C++标准中进行了定义。 C++编译器开发厂商根据C++标准委员会官方发布的C++ ISO规范并将其转化为代码。C++编译器厂商在编译器实现过程中必须依赖其操作系统所提供的功能（读/写文件，分配内存，创建线程等系统调用），因此每个平台都有其自己的标准库实现。

2、GNU/Linux版实现

在GNU/Linux上，C++标准库通常由libstdc++或GNU标准C++库项目实现。通常，所有常规的Linux发行版都默认使用libstdc++。

3、Mac和iOS版实现

在OS X Mavericks（V10.9）前的Mac OS上，libstdc++是默认C++标准库实现。自OS X Mavericks开始，Apple切换到使用libc++作为C++标准库实现。

4、Windows版实现

在Windows上，C++标准库的实现一直严格限定在微软官方的编译器Visual Studio中。Windows上的C++标准库通常称为C/C++运行时库（CRT），涵盖了C/C++二者的实现。 Windows最开始的C++标准库实现为CRTDLL.DLL库。Windows 95开始，Microsoft开始将其迁移到MSVCRT [版本号] .DLL（MSVCR20.DLL，MSVCR70.DLL等）上。  Visual Studio 2015引入了深度的CRT重构。C/C ++标准库的实现迁移到一个新库，Universal C运行时库 (Universal CRT或UCRT)，编译为UCRTBASE.DLL。 UCRT从Windows 10开始作为操作系统的一部分提供。

5、Android版实现

Bionic是Google为其Android操作系统所编写的C标准库实现，直接在底层使用。第三方开发者可以通过Android原生开发工具包（NDK）访问Bionic，NDK可以使用C和C++代码编写Android应用程序。 NDK提供了很多C++标准库版本的实现： A、libc++，从Lollipop开始的官方安卓系统和现代Mac操作系统都将其作为C++标准库使用。从NDK发布17版本开始，成为NDK中唯一可用的C++标准库实现。 B、gnustl，libstdc++的别名，在NDK发布18中删除。 C、STLport，由STLport项目编写的C++标准库的第三方实现，自2008年以来一直处于不活跃状态。STLport在NDK发布18中移除。

6、其它实现版本

C++标准库也有不同的实现版本：Apache版C++标准库，uSTL以及EASTL等等。Apache版本C++标准库注重可移植性。

三、C++标准库组成 1、 语言支持功能

：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。 ：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。 ：提供与基本整数数据类型相关的C样式定义，C++样式定义在中。 ：提供与基本浮点型数据类型相关的C样式定义，C++样式定义在中。 ：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。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。 ：支持动态内存分配。 ：支持变量在运行期间的类型标识。 ：支持异常处理，是处理程序中可能发生的错误的一种方式。 ：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。 ：为C样式的非本地跳跃提供函数，在C++中不常用。 ：为中断处理提供C样式支持。

2、流输入/输出

：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。 ：提供操纵程序，允许改变流的状态，从而改变输出的格式。 ：定义iostream的基类。 ：为管理输出流缓存区的输入定义模板类。 ：为管理输出流缓存区的输出定义模板类。 ：支持字符串的流输入输出。 ：支持文件的流输入输出。 ：为输入输出对象提供向前的声明。 ：支持流输入和输出的缓存。 ：为标准流提供C样式的输入和输出。 ：支持多字节字符的C样式输入输出。

3、 诊断功能

：定义标准异常。 ：定义断言宏，用于运行时检查。 ：支持C样式的错误信息。

4、工具函数

：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。 ：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。 ：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。 ：支持系统时钟函数。

5、字符串处理

：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)。 ：单字节字符类别。 ：多字节字符类别。 ：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。 ：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。 ：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。

6、容器类模板

：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。 ：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。 ：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。 ：为队列(先进先出)数据结构定义序列适配器queue和priority_queue。 ：为堆栈(后进先出)数据结构定义序列适配器stack。 ：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。 ：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。 ：（TR1）固定大小数组，支持复制。 ：（c++11）单向列表，支持快速随机访问。 ：（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。 ：（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。

7、迭代器

：给迭代器提供定义和支持。

8、算法

：提供一组基于算法的函数，包括置换、排序、合并和搜索。 ：声明C标准库函数bsearch()和qsort()，进行搜索和排序。 ：允许在代码中使用and代替&&。

9、数值操作

：支持复杂数值的定义和操作。 ：支持数值矢量的操作。 ：在数值序列上定义一组一般数学操作，例如accumulate和inner_product。 ：这是C数学库，其中还附加了重载函数，以支持C++约定。 ：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。

10、本地化

：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。 ：对本地化提供C样式支持。

四、C++标准库使用示例 1、C++标准库使用示例

#include 
#include 

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    string s = "Hello, C++ Library.";
    cout