C++ 标准库简介

C++ 标准

首先需要介绍的是 C++ 本身的版本。由于 C++ 本身只是一门语言,而不同的编译器对 C++ 的实现方法各不一致,因此需要标准化来约束编译器的实现,使得 C++ 代码在不同的编译器下表现一致。C++ 自 1985 年诞生以来,一共由国际标准化组织(ISO)发布了 5 个正式的 C++ 标准,依次为 C++98、C++03、C++11(亦称 C++0x)、C++14(亦称 C++1y)、C++17(亦称 C++1z),最新的标准 C++20 仍在制定中。此外还有一些补充标准,例如 C++ TR1。

每一个版本的 C++ 标准不仅规定了 C++ 的语法、语言特性,还规定了一套 C++ 内置库的实现规范,这个库便是 C++ 标准库。C++ 标准库中包含大量常用代码的实现,如输入输出、基本数据结构、内存管理、多线程支持等。掌握 C++ 标准库是编写更现代的 C++ 代码必要的一步。C++ 标准库的详细文档在 cppreference 网站上,文档对标准库中的类型函数的用法、效率、注意事项等都有介绍,请善用。

需要指出的是,不同的 OJ 平台对 C++ 版本均不相同,例如 最新的 ICPC 比赛规则 支持 C++14 标准,而 NOI 现行规则 中指定的 g++ 4.8 默认支持标准 是 C++98。因此在学习 C++ 时要注意比赛支持的标准,避免在赛场上时编译报错。

标准模板库(STL)

STL 即标准模板库(Standard Template Library),是 C++ 标准库的一部分,里面包含了一些模板化的通用的数据结构和算法。由于其模板化的特点,它能够兼容自定义的数据类型,避免大量的造轮子工作。NOI 和 ICPC 赛事都支持 STL 库的使用,因此合理利用 STL 可以避免编写无用算法,并且充分利用编译器对模板库优化提高效率。STL 库的详细介绍请参见对应的页面: STL 容器STL 算法

什么是造轮子

造轮子( Reinventing_the_wheel )指的是重复发明已有的算法,或者重复编写现成优化过的代码。造轮子通常耗时耗力,同时效果还没有别人好。但若是为了学习或者练习,造轮子则是必要的。

Boost 库

Boost 是除了标准库外,另一个久副盛名的开源 C++ 工具库,其代码具有可移植、高质量、高性能、高可靠性等特点。Boost 中的模块数量非常之大,功能全面,并且拥有完备的跨平台支持,因此被看作 C++ 的准标准库。C++ 标准中的不少特性也都来自于 Boost,如智能指针、元编程、日期和时间等。尽管在 OI 中无法使用 Boost,但是 Boost 中有不少轮子可以用来验证算法或者对拍,如 Boost.Geometry 有 R 树的实现,Boost.Graph 有图的相关算法,Boost.Intrusive 则提供了一套与 STL 容器用法相似的侵入式容器。有兴趣的读者可以自行在网络搜索教程。

参考资料

  1. C++ reference
  2. C++ 参考手册
  3. 维基百科 - C++
  4. Boost 官方网站
  5. Boost 教程网站

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