C++标准库简介

 

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。

C1 标准库中与语言支持功能相关的头文件

• <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

• < 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

• <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

• <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

• <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

• <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

• <iterator> 给迭代器提供定义和支持。

C8 有关算法的头文件

• <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

• <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

• <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。