C++Primer第五版（中文版）附录A1解析
1.引子
《C++Primer第五版（中文版）》的附录A.1“标准库名字和头文件”一节，列出了该书程序使用到的标准库名字及对应的头文件，但该列表仅仅是单纯地按首字母顺序罗列出使用过的标准库名字，并无分类，于读者无益。为有效认识和理解C++11标准库，以下对其进行标准库分类，希望于读者有所帮助。本文基于广为流传的《C++标准库头文件介绍》，列出在C++Primer中使用的标准库名字(名字对应的描述待后续补上)。
2.C++标准库头文件
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【
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.本地化 |
2.1 C1标准库
语言支持功能。
| 头文件 |
描述 |
| |
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。 |
| |
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。这些信息的C++样式定义在 |
| |
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 |
| |
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。 |
| |
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，这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。它定义了宏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。这些函数在C++中不常用。 |
| |
为中断处理提供C样式支持。 |
C++ Primer中使用的C1标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| ptrdiff_t |
|
|
| size_t |
|
|
| abort |
|
|
| free |
|
|
| malloc |
|
|
| bad_alloc |
|
|
| bad_array_new_length |
|
|
| nothrow |
|
|
| nothrow_t |
|
|
| bad_cast |
|
|
| type_info |
|
|
| exception |
|
|
| terminate |
|
|
| unexpected |
|
|
2.2 C2标准库
支持流输入/输出。
| 头文件 |
描述 |
| |
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。 |
| |
提供操纵程序，允许改变流的状态，从而改变输出的格式。 |
| |
不依赖模板参数的输入和输出流通用的存储和成员函数 |
| |
定义iostream的基类。 |
| |
为管理输入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。 |
C++ Primer中使用的C2标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| ios_base |
|
|
| internal |
|
|
| scientific |
|
|
| cerr |
|
|
| cin |
|
|
| cout |
|
|
| dec |
|
|
| oct |
|
|
| default_float_engine |
|
|
| endl |
|
|
| ends |
|
|
| fixed |
|
|
| flush |
|
|
| hex |
|
|
| hexfloat |
|
|
| istream |
|
|
| ostream |
|
|
| left |
|
|
| right |
|
|
| boolalpha |
|
|
| noboolalpha |
|
|
| noshowbase |
|
|
| showbase |
|
|
| noshowpoint |
|
|
| showpoint |
|
|
| noskipws |
|
|
| skipws |
|
|
| nounitbuf |
|
|
| unitbuf |
|
|
| nouppercase |
|
|
| uppercase |
|
|
| setfill |
|
|
| setprecision |
|
|
| setw |
|
|
| stringstream |
|
|
| istringstream |
|
|
| ostringstream |
|
|
| fstream |
|
|
| ifstream |
|
|
| ofstream |
|
|
2.3 C3标准库
诊断功能。
| 头文件 |
描述 |
| |
定义标准异常。异常是处理错误的方式 |
| |
定义断言宏，用于检查运行期间的情形 |
| |
支持C样式的错误信息 |
C++ Primer中使用的C3标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| domain_error |
|
|
| logic_error |
|
|
| out_of_range |
|
|
| range_error |
|
|
| runtime_error |
|
|
2.4 C4标准库
工具函数。
| 头文件 |
描述 |
| |
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 |
| |
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 |
| |
C++11 新增。 提供了诸如 std::chrono::duration 和 std::chrono::time_point 等的时间元素，还有时钟。 |
C++ Primer中使用的C4标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| forward |
|
|
| make_pair |
|
|
| move |
|
|
| pair |
|
|
| swap |
|
|
| bind |
|
|
| cref |
|
|
| function |
|
|
| greater |
|
|
| hash |
|
|
| less |
|
|
| less_equal |
|
|
| negate |
|
|
| not1 |
|
? |
| placeholders |
|
|
| placeholders::_1 |
|
|
| plus |
|
|
| ref |
|
|
| mem_fn |
|
|
| allocator |
|
|
| auto_ptr |
|
|
| make_shared |
|
|
| uninitialized_copy |
|
|
| uninitialized_fill |
|
|
| shared_ptr |
|
|
| unique_ptr |
|
|
| weak_ptr |
|
|
| time |
|
|
2.5 C5标准库
字符串处理。
| 头文件 |
描述 |
| |
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。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 |
| |
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。 |
| |
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 |
| |
C++11 新增。提供了用正则表达式进行字符串匹配的功能。 |
C++ Primer中使用的C5标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| getline |
|
|
| stoi |
|
|
| string |
|
|
| strtod |
|
|
| isalpha |
|
|
| islower |
|
|
| issprint |
|
|
| ispunct |
|
|
| isspace |
|
|
| isupper |
|
|
| tolower |
|
|
| toupper |
|
|
| strcmp |
|
|
| strcpy |
|
|
| strlen |
|
|
| strncpy |
|
|
| cmatch |
|
|
| csub_match |
|
|
| regex |
|
|
| regex_constants |
|
|
| regex_error |
|
|
| regex_match |
|
|
| regex_replace |
|
|
| regex_search |
|
|
| smatch |
|
|
| sregex_iterator |
|
|
| ssub_match |
|
|
2.6 C6标准库
容器类的模板。
| 头文件 |
描述 |
| |
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 |
| |
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 |
| |
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 |
| |
C++11 新增。提供了容器类模板 std::array，固定大小数组的容器。 |
| |
C++11 新增。提供了单向链表容器类模板 std::forward_list。 |
| |
C++11 新增。一个非常轻量级的表示初始化器列表的类模板initializer_list及有关函数。 |
| |
C++11 新增。提供了容器类模板 std::unordered_map 和 std::unordered_multimap，它们都属于哈希表（散列表）。 |
| |
C++11 新增。提供了容器类模板 std::unordered_set 和 std::unordered_multiset。 |
| |
C++11 新增。提供了元组 std::tuple。 |
| |
C++11 新增。模板元基础库。可实现在编译期计算、判断、转换、查询等等功能 |
C++ Primer中使用的C6标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| vector |
|
|
| list |
|
|
| deque |
|
|
| queue |
|
|
| priority_queue |
|
|
| stack |
|
|
| map |
|
|
| multimap |
|
|
| set |
|
|
| multiset |
|
|
| bitset |
|
|
| array |
|
|
| forward_list |
|
|
| initializer_list |
|
|
| unordered_map |
|
|
| unordered_multimap |
|
|
| unordered_set |
|
|
| unordered_multiset |
|
|
| get |
|
|
| make_tuple |
|
|
| tuple |
|
|
| tuple_element |
|
|
| tuple_size |
|
|
| remove_pointer |
|
|
| remove_reference |
|
|
2.7 C7标准库
迭代器。
| 头文件 |
描述 |
| |
给迭代器提供定义和支持 |
C++ Primer中使用的C7标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| back_iterator |
|
|
| begin |
|
|
| end |
|
|
| front_ inserter |
|
|
| inserter |
|
|
| istream_ iterator |
|
|
| ostream_ iterator |
|
|
| make_move_iterator |
|
|
| reverse_ iterator |
|
|
2.8 C8标准库
算法。
| 头文件 |
描述 |
| |
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&& |
C++ Primer中使用的C8标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| copy |
|
|
| count |
|
|
| count_if |
|
|
| equal_range |
|
|
| fill |
|
|
| fill_n |
|
|
| find |
|
|
| find_end |
|
|
| find_first_of |
|
|
| find_if |
|
|
| for_each |
|
|
| lower_bound |
|
|
| max |
|
|
| max_element |
|
|
| min |
|
|
| nth_element |
|
|
| partial_sort |
|
|
| replace |
|
|
| replace_copy |
|
|
| set_difference |
|
|
| set_intersection |
|
|
| set_union |
|
|
| sort |
|
|
| stable_sort |
|
|
| transform |
|
|
| unique |
|
|
| unique_copy |
|
|
| upper_bound |
|
|
2.9 C9标准库
数值操作。
| 头文件 |
描述 |
| |
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 |
| |
C++11新增。（伪）随机数相关。 |
C++ Primer中使用的C9标准库。
| 名字 |
标准库 |
描述 |
| accumulate |
|
|
| bernoulli_distribution |
|
|
| default_random_engine |
|
|
| normal_distribution |
|
|
| rand |
|
|
| random_device |
|
|
| uniform_int_distribution |
|
|
| uniform_real_distribution |
|
|
| lround |
|
|
| sqrt |
|
|
2.10 C10标准库
本地化。
| 头文件 |
描述 |
| |
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 |
| |
C++11新增。提供了不同代码页（code page）之间字符编码的转换功能。 |
2.11 线程支持
| 头文件 |
描述 |
| |
C++11新增。提供了使用线程所需要的类和 namespace。 |
| |
C++11新增。这里面有互斥对象（mutex），锁（lock），还有 once（一种用来保证某函数在某进程中只执行一次的对象） |
| |
C++11新增。条件变量。一个条件变量代表一个条件，当一个条件变量等待时，它会阻塞当前线程，直到它代表的条件为真。 |
| |
C++11新增。可以用它来进行便捷的异步操作，以免代码中出现一大堆回调函数。 |
评论：《C++ Primer第五版》作为一本入门书籍，其附录A1确实写的不敢恭维，必须专门帮它分类整理。另外，其用意本是大力推广C++11标准，但却对线程支持只字不提，又不免为人所诟病。
3.参考资料
【1】C++标准库头文件介绍. https://blog.csdn.net/piao1024287076/article/details/52671278
【2】C++标准库概览（一分钟就看完了）. https://www.cnblogs.com/findumars/p/6760029.html