走进Boost [Boost 使用入门]

走进Boost [Boost 使用入门]

 

一直流传这么一个说法，想成为高手，一定要多读高手写的源代码。哪些代码是好材料呢？C++标准库的源代码？不，如果您读过，就会发现：要么是各种实现独有的表达方式让人摸不着头脑，要么是恐怖的代码风格（如到处是下划线）憋得人难受。Boost库的代码则相当清晰，注释合理，命名规范，绝对是适合阅读的典范。同时，Boost内容广泛，数值计算、泛型编程、元编程、平台API……不妨从容选择自己感兴趣的部分，细细品味。 

Boost是什么？一套开放源代码、高度可移植的C++库。 

谁发起的？C++标准委员会库工作组。所以，质量保证，不怕遇到假冒伪劣产品。 


有些什么呢？瞧瞧： 

字符串及文本处理
Boost.Regex
正则表达式是解决大量模式匹配问题的基础。它们常用于处理大的字符串，子串模糊查找，按某种格式tokenize字符串，或者是基于某种规则修改字符串。由于C++没有提供正则表达式支持，使得有些用户被迫转向其它支持正则表达式的语言，如Perl, awk, 和 sed。Regex提供了高效和强大的正则表达式支持，基于与STL同样的前提而设计，这使得它很容易使用。Regex已被即将发布的Library Technical Report接受。更多的信息，请见"Library 5: Regex."

Regex 的作者是 Dr. John Maddock.

Boost.Spirit
Spirit库是一个多用途的、递归的语法分析器生成框架。有了它，你可以创建命令行分析器，甚至是语言预处理器[1]。它允许程序员直接在C++代码里使用(近似于)EBNF的语法来指定语法规则。分析器非常难写，对于一个特定的问题，它们很快就变得难于维护和看懂。而Spirit解决了这些问题，而且达到了与手工制作的分析器一样或几乎一样的性能。

[1] Wave库使用Spirit实现了一个与C++高度一致的预处理器，就证明了这一点。

Spirit 的作者是 Joel de Guzman, 以及一组熟练的程序员。

Boost.String_algo
这是一组与字符串相关的算法。包括很多有用的算法，用于大小写转换，空格清除，字符串分割，查找及替换，等等。这组算法是目前C++标准库里已有功能的扩展。

String_algo 的作者是 Pavol Droba.

Boost.Tokenizer
这个库提供了把字符序列分割成记号(token)的方法。通用的语法分析任务包括了在已分割的文本流里查找数据。如果可以把字符序列视为多个元素的容器将很有帮助，容器中的元素被执照用户定义的规则所分割。语法分析就成为了在这些元素上进行操作的单个任务，Tokenizer正好提供了这种功能。用户可以决定字符序列如何被分割，在用户请求新的元素时，库将找出相应的记号。

Tokenizer 的作者是 John Bandela.

数据结构, 容器, 迭代器, 和算法
Boost.Any
Any库支持类型安全地存储和获取任意类型的值。当你需要一个可变的类型时，有三种可能的解决方案：

无限制的类型，如 void*. 这种方法不可能是类型安全的，应该象逃避灾难一样避免它。

可变的类型，即支持多种类型的存储和获取的类型。

支持转换的类型，如字符串类型与整数类型之间的转换。

Any实现了第二种方案，一个基于值的可变化的类型，无限可能的类型。这个库通常用于把不同类型的东西存储到标准库的容器中。更多的说明请见 "Library 6: Any."

Any 的作者是 Kevlin Henney.

Boost.Array
这个库包装了普通的C风格数组，给它们增加了一些来自于标准库容器的函数和typedef 。其结果就是可以把普通的数组视为标准库的容器。这非常有用，因为它增加了类型安全性而没有降低效率，而且它使得标准库容器和普通数组拥有统一的语法。后一点意味着可以把普通数组用于大多数的要求容器类来操作的函数。当要求软件要达到普通数组的性能时，可以用Array来替代std::vector.

Array 的作者是 Nicolai Josuttis, 它在Matt Austern 和 Bjarne Stroustrup早期提出的思想之上建立了这个库。

Boost.Compressed_pair
这个库包括一个参数化的类型, compressed_pair, 它非常象标准库中的 std::pair. 与std::pair不同之处在于， boost::compressed_pair 对模板参数进行评估，看其中有没有空的参数，如果有，使用空类优化技术来压缩pair的大小。

Boost.Compressed_pair 常用于存放一对对象，其中之一或两个都可能是空的。

Compressed_pair 的作者是 Steve Cleary, Beman Dawes, Howard Hinnant, 和 John Maddock.

Boost.Dynamic_bitset
Dynamic_bitset库非常象std::bitset, 除了std::bitset 是用参数来指定位数(即容器的大小), 而boost::dynamic_bitset 则支持在运行期指定大小。dynamic_bitset 支持与std::bitset一样的接口，还增加了支持运行期特定功能的函数和一些std::bitset中没有的功能。在bitset的大小无法在编译期确定或在程序运行时可能变化的情况下，这个库通常用于替换std::bitset。

Dynamic_bitset 的作者是 Jeremy Siek 和 Chuck Allison.

Boost.Graph
Graph是一个处理图结构的库，它的设计受到STL的重要影响。它是泛型的，高度可配置，并且包括多个不同的数据结构：邻接链表, 邻接矩阵, 和边列表。Graph还提供了大量的图算法，如Dijsktra最短路径算法，Kruskal最小生成树算法，拓朴逻辑排序，等等。

Graph 的作者是 Jeremy Siek, Lie-Quan Lee, 和 Andrew Lumsdaine.

Boost.Iterator
这个库提供一个创建新的迭代器类型的框架，还提供了许多有用的迭代器适配器，比C++标准中定义的更多。创建遵循标准的新迭代器类型是一件困难且乏味的工作。Iterator通过自动完成大多数细节，如提供所需的 typedef，简化了这件工作。Iterator还可以改编已有的迭代器类型以赋于它新的行为。例如，间接迭代器适配器增加了一个额外的解引用操作，可以把一个包含某种对象的指针(或智能指针)的容器变成象一个包含该对象的容器。

Iterator 的作者是 Jeremy Siek, David Abrahams, 和 Thomas Witt.

Boost.MultiArray
MultiArray提供了一个多维容器，它很象标准库的容器，但比向量的向量更有效、更高效，更直接。容器的维数在声明时指定，但它支持限制(slicing)和映身(projecting)不同的视图(view)，也可以在运行期改变维数。

MultiArray 的作者是 Ronald Garcia.

Boost.Multi-index
Multi-index为底层的容器提供多个索引。这意味着一个底层的容器可以有不同的排序方法和不同的访问语义。当std::set 和 std::map不够用时，就可以用Boost.Multi-index，通常是在需要为查找元素而维护多个索引时。

Multi-index 的作者是 Joaquín M López Muñoz.

Boost.Range
这个库是一组关于范围的概念和工具。比起在算法中使用一对迭代器来指定范围，使用ranges更简单，并提升了用户代码的抽象水平。

Range 的作者是 Thorsten Ottosen.

Boost.Tuple
在标准C++中有Pairs(类模板 std::pair), 但它不支持n-tuples。用Tuple.不象用structs 或 classes 来定义n-tuples, 这个类模板支持直接声明和使用，如函数返回类型或参数，并提供一个泛型的方法来访问tuple的元素。关于这个库的详细信息，请见"Library 8: Tuple 8"。Tuple已经被即将发布的Library Technical Report所接受。

Tuple 的作者是 Jaakko Järvi.

Boost.Variant
Variant库包含一个不同于union的泛型类，用于在存储和操作来自于不同类型的对象。这个库的一个特点是支持类型安全的访问，减少了不同数据类型的类型转换代码的共同问题。

Variant 的作者是 Eric Friedman 和 Itay Maman.

函数对象及高级编程
Boost.Bind
Bind是对标准库的绑定器bind1st 和 bind2nd的泛化。这个库支持使用统一的语法将参数绑定到任何类似于函数行为的东西，如函数指针、函数对象，以及成员函数指针。它还可以通过嵌套绑定器实现函数组合。这个库不要求那些对标准库绑定器的强制约束，最显著的就是不要求你的类提供typedefs result_type, first_argument_type, 和 second_argument_type 等。这个库也使得我们不再需要用 ptr_fun, mem_fun, 和 mem_fun_ref 等适配器。Bind库的说明在"Library 9: Bind 9."。它是对C++标准库的一个重要且很有用的扩充。Bind可以被标准库的算法使用，也经常用于Boost的函数，它提供了一个强大的工具，用于存放后续调用的函数和函数对象。Bind 已被即将发布的Library Technical Report所接受。

Bind 的作者是 Peter Dimov.

Boost.Function
Function库实现了一个泛型的回调机制。它提供了函数指针、函数对象和成员函数指针的存储和后续的调用。当然，它与binder库，如Boost.Bind 和 Boost.Lambda一起工作，大大提高了回调(包括带态度的回调函数)的使用机会。这个库的详细介绍请见"Library 11: Function 11."。Function常用于需要把函数指针用于回调的地方。例如：信号/接收者的实现，GUI与业务逻辑的分离，以及在标准库容器中存储不同的类函数类型。Function已被即将发布的Library Technical Report所接受。

Function 的作者是 Douglas Gregor.

Boost.Functional
Functional库提供C++标准库的适配器的加强版。主要的优势是它有助于解决引用到引用(这是非法的)的问题，这个问题是由对带有一个或多个引用参数的函数使用标准库的绑定器所引起的。Functional同时消除了在标准库算法中使用函数指针时必须用ptr_fun的问题。

Functional 的作者是 Mark Rodgers.

Boost.Lambda
Lambda为C++提供lambda表达式及无名函数。在使用标准库算法时特别好用，Lambda允许函数在呼叫点创建，避免了创建多个小的函数对象。使用lambdas意味着更少的代码，在哪需要就在哪写，这比分散在代码各处的函数对象更清晰、更好维护。"Library 10: Lambda 10" 详细讨论了这个库。

Lambda 的作者是 Jaakko Järvi 和 Gary Powell.

Boost.Ref
许多函数模板，包括大量标准C++库里的函数模板，它们的参数采用传值的方式传递，有时候会有问题。复制一个对象可能很昂贵或者甚至不可能，或者状态可能取决于特写的实例，因此这时复制是不希望的。在这些情况下，可用的办法是用引用传递取代值传递。 Ref包装了一个对象的引用，并把它放入一个对象以便被复制。这就允许了通过引用去调用那些采用传值参数的函数。Ref 已被即将发布的Library Technical Report所接受。

Ref 的作者是 Jaakko Järvi, Peter Dimov, Douglas Gregor, 和 David Abrahams.

Boost.Signals
信号和接收系统，基于称为publisher-subscriber 和 observer的模式，它是在一个最小相关性系统中管理事件的重要工具。很少有大型应用软件不采用这种强大设计模式的某种变形，尽管他们有各自的实现方式。Signals提供了一个已验证的、高效的手段，将信号(events/subjects)的发生和这些信号要通知的接收者(subscribers/observers)进行了分离。

Signals 的作者是 Douglas Gregor.

泛型编程与模板元编程
Boost.Call_traits
这个库提供了传递参数给函数的最好方法的自动演绎，依据参数的类型。例如，当传递的是如int 和 double这样的内建类型，最高效的方式是传值。对于用户自定义类型，则传送const引用通常更好。Call_traits为你自动选择正确的参数类型。这个库还有助于声明参数为引用，而不用冒引用到引用的风险(在C++这是非法的)。Call_traits常用于要求以最高效方式传递参数而又不知道参数类型的泛型函数，并避免引用到引用的问题。

Call_traits 的作者是 Steve Cleary, Beman Dawes, Howard Hinnant, 和 John Maddock.

Boost.Concept_check
Concept_check提供一些类模板，用于测试特定的概念(需求的集合)。泛型(参数化的)代码要求实例化时的类型必须符合某些抽象概念，如LessThanComparable. 这个库提供了一些方法来明确地声明模板的参数化类型的特定需求。代码的用户可以获益，由于需求的文档化以及编译器可以产生错误信息以明确指出类型不符合这些概念的地方。Boost.Concept_check提供了超过30个可用于泛型代码的概念，其中一些原型可用于校验包括所有相关概念的组件的实现。它用于在泛型代码中声明和证明概念的需求。

Concept_check 的作者是 Jeremy Siek, 他从Alexander Stepanov and Matt Austern的前期工作中得到灵感。

Boost.Enable_if
Enable_if允许函数模板或类模板的特化体包括/排除在一组匹配的函数或特化体之中/之外。主要的用例是包括/排除基于某些特性的特化体。例如，仅当采用一个整数类型实例化时使能一个函数模板。这个库还为SFINAE(substitution failure is not an error)提供了一个非常有用的研究机会。

Enable_if 的作者是 Jaakko Järvi, Jeremiah Willcock, 和 Andrew Lumsdaine.

Boost.In_place_factory
In_place_factory库是一个直接构造所含对象的框架，包括用于初始化的可变参数列表。它可以消除对所含类型必须是CopyConstructible的要求，并减少了创建不必要的临时对象的需要，该临时对象仅用于提供复制所需的源对象。这个库有助于减少传送用于对象初始化的参数所需的工作量。

In_place_factory 的作者是 Fernando Cacciola.

Boost.Mpl
Mpl是一个模板元编程库。它包含了与C++标准库十分相象的数据结构和算法，但它们是在编译期使用的。甚至有编译期的lambda表达式支持！提供编译期的操作，如产生类型或操作类型序列，在现代C++中越来越普遍，而提供这些功能的库是非常重要的工具。就我所知，还没有其它象Mpl这样的库。它填充了C++元编程世界的空白。我可以告诉你在你读本书时有一本关于Boost.Mpl的书正在创作，它就快要面世了，它就是Aleksey Gurtovoy 和 David Abrahams所著的C++ Template Metaprogramming。你应该尽快获得一本。

Mpl 的作者是 Aleksey Gurtovoy, 并有许多其它人的重要贡献。

Boost.Property_map
Property_map是一个概念库而不是一个真正的实现。它引入了 property_map 概念以及property_map类型的一组要求，从而给出了对一个key和一个value的映射的语法和语义要求。这在需要声明必须支持的类型的泛型代码中很有用。C++数组是一个property_map的例子。这个库包含了Boost.Concept_check可以测试的概念的定义。

Property_map 的作者是 Jeremy Siek.

Boost.Static_assert
进行编译期编程的一个公共的需求是提供静态断言，即编译期断言。另外，获得一致的错误提示不是必然的，由于静态断言必须会产生失败断言的信号，跨不同的编译器。Static_assert提供对名字空间、类、函数作用域的静态断言的支持。详细信息见"Library 3: Utility."

Static_assert 的作者是 Dr. John Maddock.

Boost.Type_traits
成功的泛型编程通常需要根据参数化类型进行决策或调整这些类型的属性(如cv-qualification[2])。Type_traits提供关于类型的编译期信息，如某个类型是否指针或引用，以及增加或去除类型基本属性。Type_traits已被加入即将发布的Library Technical Report。

[2] 一个类型可以是cv-unqualified (非 const 或 volatile), const-qualified (const), volatile-qualified (声明为 volatile), or volatile-const-qualified (既 const 并 volatile); 类型的这些版本都是独特的。

Type_traits 的作者是 Steve Cleary, Beman Dawes, Aleksey Gurtovoy, Howard Hinnant, Jesse Jones, Mat Marcus, John Maddock, 和 Jeremy Siek, 以及其它许多人的贡献。

数学及数字处理
Boost.Integer
这个库提供了对整数类型的有用功能，如编译期的最小、最大值常数[3]，基于给定位长的合适大小的类型，静态二进制对数计算等等。还包括从1999年C标准头文件中的typedef。

[3] std::numeric_limits 仅能以函数方式提供这些值。

Integer 的作者是 Beman Dawes 和 Daryle Walker.

Boost.Interval
Interval库帮助你使用数学区间。它提供类模板interval及相关算子。区间的常见用法(除了明显的进行区间计算的情况)是提供模糊结果的计算；区间的使用可以量化舍入误差的传播情况。

Interval 的作者是 Guillaume Melquiond, Sylvain Pion, 和 Hervé Brönniman, 该库从 Jens Maurer的前期工作获得灵感。

Boost.Math
Math是一组数学模板：quaternions 和 octonions (复数的特化)；数学函数如acosh, asinh, 和 sinhc；计算最大公约数(GCD)和最小公倍数(LCM)的函数等等。

Math 的作者是 Hubert Holin, Daryle Walker, 和 Eric Ford.

Boost.Minmax
Minmax可以同时计算最小和最大值，而使用std::min 和 std::max则要两次比较。对于n个元素的情况，只要3n/2+1次比较，而使用std::min_element 和 std::max_element则需要2n次比较。

Minmax 的作者是 Hervé Brönniman.

Boost.Numeric Conversion
Numeric Conversion库是一组用于在不同数字类型的值之间进行安全及可预言的转换的工具。例如，有一个名为numeric_cast (最早来自于Boost.Conversion)的工具，提供了范围检测的转换以确定数值可被目标类型所表示，否则它会抛出异常。

Numeric Conversion 的作者是 Fernando Cacciola.

Boost.Operators
Operators库提供了相关操作符及概念(LessThanComparable, Arithmetic,等等)的实现。定义一个类型的操作符时，保证所有操作符都有定义是一件乏味并容易出错的工作。例如，你提供了operator< (LessThanComparable)，通常都要同时提供operator<=, operator>, 和 operator>= 。Operators可以根据给定类型的最小的用户自定义操作符集合，自动声明并定义其它所有的相关操作符。详细讨论见"Library 4: Operators 4."

Operators 的作者是 David Abrahams, Jeremy Siek, Aleksey Gurtovoy, Beman Dawes, 和 Daryle Walker.

Boost.Random
这是一个对随机数的专业使用的库，包括大量的生成器和分配器，可适用于多个不同的领域，如仿真和加密。Random已被收入即将发布的Library Technical Report.

Random 的作者是 Jens Maurer.

Boost.Rational
整数类型和浮点数类型都内建成于C++语言，复数类型也是C++标准库的一部分，但有理数类型呢？有理数可以避免浮点数的精度损失问题，因此它们常被用于计算金钱等。Rational提供的有理数类型可以基于任意整数类型，包括用户自定义的整数类型(具有无限精度的类型显然是很有用的).

Rational 的作者是 Paul Moore.

Boost.uBLAS
uBLAS库使用数学符号提供对向量和矩阵的基本线性代数操作，采用操作符重载，它可以生成紧凑的代码(使用表达式模板)。

uBLAS 的作者是 Joerg Walter 和 Mathias Koch.

输入/输出
Boost.Assign
Assign帮助你把一系列的值赋给容器。它通过对operator, (逗号操作符) and operator()() (函数调用操作符)的重载，带给用户一种数据赋值的很容易的方法。除了对原型风格的代码特别有用，这个库的功能在其它时候也很有用，使用这个库有助于提高代码的可读性。使用本库中的list_of还可以就地生成无名数组。

Assign 的作者是 Thorsten Ottosen.

Boost.Filesystem
Filesystem库提供对路径、目录和文件操作的可移植性。这种高级抽象使C++程序员可以写出类似于其它编程语言脚本的代码。它提供了便于操作目录和文件的算法。编写要在不同文件系统平台间移植代码的困难工作由于这个库的帮助变得容易了。

Filesystem 的作者是 Beman Dawes.

Boost.Format
这个library加入了按格式化串进行格式化的功能，类似于printf, 但增加了类型安全性。相反使用具有相同便利性的printf的最主要问题是参数类型的危险；它不保证格式化串中指定的类型与实际的参数类型是匹配的。除了消除了这种不匹配性的危险以外，Format还可以用于格式化用户自定义的类型。[4]

[4] 格式化函数用省略号表示可变数量的参数是不可以的。

Format 的作者是 Samuel Krempp.

Boost.Io_state_savers
Io_state_savers库允许保存IOStream对象的状态，用于以后的恢复，以取消可能发生的任何状态的变化。许多操纵器会永久改变它们操作的流的状态，这可能是你不想要的，而手工重置状态又容易出错。这个状态保存器可以保存控制标志、精度、宽度、异常掩码、流的locale等等。

Io_state_savers 的作者是 Daryle Walker.

Boost.Serialization
这个库允许任意的C++数据结构存进来，再取出去，以及存档。例如，存档可以是文本文件或XML文件。Boost.Serialization是高度可移植的，并提供了非常成熟的特性，如类的版本、C++标准库中的通用类的序列化、共享数据的序列化，等等。

Serialization 的作者是 Robert Ramey.

杂项
Boost.Conversion
Conversion库包含有一些函数，它们是现有的强制类型转换操作符(static_cast, const_cast, 和 dynamic_cast)的增强。Conversion为安全的多态转换增加了 polymorphic_cast 和 polymorphic_downcast，为安全的数字类型转换增加了 numeric_cast，为文本转换(如string 和 double间的转换)增加 lexical_cast。你可为了你自己的类型更好地工作而定制这些类型转换，可能这些类型并不可以使用语言本身所提供的类型转换。这个库的详细讨论在"Library 2: Conversion."

Conversion 的作者是 Dave Abrahams 和 Kevlin Henney.

Boost.Crc
Crc库提供了循环冗余码(CRC)的计算，常有于校验和类型。CRC被加到一个数据流中(它就是从这些数据中计算得来的)，用来对这些数据进行校验，例如PKZip就使用了CRC32。这个库包含了四个CRC类型：crc_16_type, crc_ccitt_type, crc_xmodem_type, 和 crc_32_type5.

Crc 的作者是 Daryle Walker.

Boost.Date_time
Date_time库提供了对日期和时间类型及对它们的操作的广泛支持。如果没有对日期和时间的支持，程序开发任务会变得复杂并容易出错。使用Date_time，你想要的所有自然概念都被支持：日、周、月、持续时间(及时间间隔)、加、减等等。这个库还提供了其它日期/时间库所忽略的东西，如闰秒处理以及高精度时间源的支持。这个库的设计是可扩展的，允许客户化定制行为或添加功能。

Date_time 的作者是 Jeff Garland.

Boost.Optional
要求函数可以指出它的返回值无效是一个很普通的要求，但通常返回类型并不存在某个状态来表示其无效。Optional提供了类模板optional, 它是一个在语义上有额外状态的类型，它可以有效地表明optional的实例是否包含被封装对象实例。

Optional 的作者是 Fernando Cacciola.

Boost.Pool
Pool库提供了一个内存池分配器，它是一个工具，用于管理在一个独立的、大的分配空间里的动态内存。当你需要分配和回收许多不的对象或需要更高效的内存控制时，使用内存池是一个好的解决方案。

Pool 的作者是 Steve Cleary.

Boost.Preprocessor
当你要表示象循环这样的结构时，很难使用预处理器，它没有容器，不提供迭代器，等等。然而预处理器仍是一个强大的可移植的工具。Preprocessor库提供了在预处理器之上的抽象。它包括lists, tuples, 和 arrays, 还有操作这些类型的algorithms。这个库有助于减少重复的代码，减轻你的负担，也使得代码更易读、更清晰、更具可维护性。

Preprocessor 的作者是 Vesa Karvonen 和 Paul Mensonides.

Boost.Program_options
Program_options库提供了程序选项配置(名字/值对), 程序选项通常是通过命令行参数或配置文件提供。这个库减轻了程序员手工分析这些数据的负担。

Program_options 的作者是 Vladimir Prus.

Boost.Python
Python库提供了C++与Python[6]的互操作性。它用于将C++类及函数提供给Python，同样把Python对象给C++。它是非插入式的，也就是说已有代码无需修改即可用于Python。

[6] 一种你应该知道的非常流行的编程语言。

Python 的作者是 David Abrahams, 并得到Joel de Guzman 和 Ralf W. Grosse-Kunstleve的重要贡献。

Boost.Smart_ptr
智能指针是任何一个程序员工具包中的重要部分。它们用于防止资源泄漏、共享资源、对象生存期管理。有很多好的智能指针库可用，有些是免费的，而有些是商业软件包的组成部分。Smart_ptr是其中的佼佼者，已被成千上万的用户所证实，并被该领域的专家所推荐。 Smart_ptr包括了非插入的智能指针用于限制范围(scoped_ptr 和 scoped_array)，用于共享资源(shared_ptr 和 shared_array), 一个配合shared_ptr使用的智能指针(weak_ptr), 还有一个插入式的智能指针类(intrusive_ptr). Smart_ptr的shared_ptr (包括它的助手enable_shared_from_this) 以及 weak_ptr 已被收入即将发布的Library Technical Report。关于智能指针更详细的说明请见"Library 1: Smart_ptr 1."

Smart_ptr 的作者是 Greg Colvin, Beman Dawes, Peter Dimov, 和 Darin Adler.

Boost.Test
Test库提供了一整组用于编写测试程序的组件，可以把测试组织成简单的测试用例及测试套装，并控制它们的执行。作为这个库的一个组件，程序执行监视器在某些生产(非测试)环境下也很有用。

Test 的作者是 Gennadiy Rozental (基于Beman Dawes早期的工作).

Boost.Thread
可移植的线程是很难处理的业务，也无法从C++本身获取帮助，因为语言本身不包括线程支持。当然，我们有POSIX, 它在许多平台上可用，但POSIX使用的是C API。Thread是一个提供可移植线程的库，它包含大量线程的原始概念和高度抽象。

Thread 的作者是 William Kempf.

Boost.Timer
Timer库包含计时所需的特性，它的目标是尽可能做到跨平台的一致性。虽然每个平台都有特定的 API可以让程序员用于计时，但对于高精度计时还没有可移植的方案。Boost.Timer通过提供最大可能的精度并同时保留可移植性解决了这个问题，从而可以让你自由地确定精度。

Timer 的作者是 Beman Dawes.

Boost.Tribool
这个库包含一个 tribool 库，它实现了三状态布尔逻辑。三状态布尔类型除了true 和 false以外还有一个额外的状态：indeterminate (这个状态也被称为maybe; 这个名字是可配置的).

Tribool 的作者是 Douglas Gregor.

Boost.Utility
一些本不应在一个库里出现的有用的东西，只是因为它们每个都不太复杂和广泛，不足够形成一个单独的库。但不是说它们没有什么用外；事实上小的工具通常都有最广泛的用处。在Boost, 这些小工具被集中起来，形成一个称为Utility的库。你可以在这找到checked_delete, 一个函数，用于确认在删除点的类型是完整的；还有类noncopyable，用于确保类不能被复制；还有enable_if，用于对函数重载的完全控制。还有其它很多工具，详细请见"Library 3: Utility"。

Utility 的作者是 David Abrahams, Daryle Walker, Douglas Gregor, 和其它人。

Boost.Value_initialized
Value_initialized库帮助你用泛型的方法构造和初始化对象。在C++里，一个新构造的对象可以是零初始化的、缺省构造的，或是不确定的，这依赖于对象的类型。有了Boost.Value_initialized, 这种不一致的问题就没有了。

Value_initialized 的作者是 Fernando Cacciola.

 

 

0 摘要

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一直流传这么一个说法，想成为高手，一定要多读高手写的源代码。哪些代码是好材料呢？C++标准库的源代码？不，如果您读过，就会发现：要么是各种实现独有的表达方式让人摸不着头脑，要么是恐怖的代码风格（如到处是下划线）憋得人难受。Boost库的代码则相当清晰，注释合理，命名规范，绝对是适合阅读的典范。同时，Boost内容广泛，数值计算、泛型编程、元编程、平台API……不妨从容选择自己感兴趣的部分，细细品味。

在本文中，我们将会介绍了Boost库的下载与安装，并将体验Boost库中一个非常简单实用的组件lexcial_cast。

1 Boost简介

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Boost是什么？一套开放源代码、高度可移植的C++库。

谁发起的？C++标准委员会库工作组。所以，质量保证，不怕遇到假冒伪劣产品。

有些什么呢？瞧瞧：

 

• 正则表达式，可以与POSIX API和Perl语言处理正则表达式的功能相媲美，而且还能支持各种字符类型（如char、wchar_t，甚至还可以是自定义字符类型）；
• 多线程，想了很久的跨平台多线程库了；
• 数据结构“图”，再加上即将加入标准的hash_set、hash_map、hash_multiset、hash_multimap等等（事实上不少STL实作，如SGI STL，已经支持以上数据结构），C++对数据结构的支持已近完备；
• python，没错，对Python语言的支持；
• 智能指针，与std::auto_ptr一起善加使用，可杜绝内存泄露，效率更不可和垃圾收集机制GC同日而语；
• 更有循环冗余的CRC、可轻松定义返回多个值函数的元组tuple、可容纳不同类型值的any、对标准库各方面的补充……
• 还在迅速扩大中，部分内容有望进入C++标准库……

2 Boost下载和Boost安装

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去哪下载Boost呢？英文http://www.boost.org (1)，中文http://boost.c-view.org，可以找到一个.zip或.tar.gz格式的压缩包。下载完毕后，解压到某个目录，比如boost_1_26_0，里面一般有这么几个子目录：boost、libs、more、people、status、tools，看看没问题就行了。

如果Boost更新时您懒得去下载整个压缩包，只希望更新发生变动的文件；或者您是一位跟我一样的Boost Fans，希望跟踪Boost的最新变化，不妨使用CVS方式。首先得有一个CVS客户端软件，比如CvsGui或http://sourceforge.net/projects/cvsgui/提供的WinCVS、gCVS和MacCVS，分别适用于Windows、Linux和MacOS平台。下载、安装、启动三步曲。

如果您习惯于传统CVS的命令行模式，那么可在Admin→Command Line...→Command line settings中输入下面一行2：

cvs -z3 -d:pserver:[email protected]:/cvsroot/boost checkout boost

勾上下面的复选框，选择本地目标目录（比如可以新建一个C:\Boost，这凭个人爱好），再点击确定即可开始更新。如果是第一次运行，则可能需要一段时间下载所有文件。当然以后更新就只需要很短的时间了。

如果您偏好GUI模式，请选择Admin→Preferences...，在General的Enter CVS ROOT中填写：

[email protected]:/cvsroot/boost

Authentication 选择"passwd" file on the cvs server，同时Use version选择cvs 1.10 (standard)。然后在WinCvs的HOME folder中填写或选择一个本地目标目录，点击确定。选择View→Browse Location→Change...换到本地目标目录后，在Create→Check Module...→Checkout Settings的Enter the module name and path on the server中填写boost，单击确定即可。如果这一过程中要求输入密码，不必理会，直接回车就行。这是WinCVS 1.2的情况。如果您下载的是新的版本，请注意各项设置大同小异，如前面的Authentication选择pserver、不需要设置Use version等。

然后设置编译器。以Windows常用集成环境为例。Microsoft Visual C++ 6.0，可在工具→选择→目录处把Boost的路径（如前面的boost_1_26_0）添加到Include Files搜索路径中。而对于Borland C++ Builder 5.0，则是在Project→Options→Directories/Conditionals→Include Path中添加Boost的路径。还有一种比较常用的Dev-C++ 4.0（内置GNU C++，可从http://www.bloodshed.net处免费下载），可在Options→Compile Options→Directories→C++ include files处添加Boost的路径即可。其他IDE类似。至于命令行方式，则需在编译时对相应的头文件路径参数（Borland C++ Compiler、GNU C++是-I，VC++的cl是/I）给出Boost路径。

做到这一步，恭喜您，大部分Boost库就可以用了。

为什么不是全部？首先，目前还没有一个能完全符合C++标准的编译器，所以Boost库中的组件或多或少不可用，详细信息请看Boost网站上“编译器支持情况（Compiler Status）”一文。另外，有些库需要Build相应的lib或dll文件。不过这样的库很少，主要是由于平台相关性的原因，如处理正则表达式的 regex库、支持python语言的python库等，而建构库的过程相当烦琐，需要使用Jam工具（可以简单提一下：在 tools/build/jam_src/builds目录下有三个文件win32-borlandc.mk、win32-gcc.mk、win32- visualc.mk，分别是适用于Windows平台下的Borland C++ Compiler、GNU C++和Visual C++的mak文件。如果在Unix平台，则应使用tools/build/Makefile。用命令行工具make或nmake来做出Jam执行文件，然后再用Jam来建构库，详细内容可见Boost.Build文档）。我个人的建议是，不用急着去建构lib或dll。真的需要使用这些库时，再make 随库提供的mak文件即可。虽然Boost.Jam也许是Boost库未来发展的方向，不过毕竟绝大部分库都无须建构，可以直接使用。

3 Boost组件lexical_cast

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这次我们先挑个简单实用的Boost组件，看看Boost能给我们带来怎样的便利。

3.1 字符串→数值

在CSDN论坛上经常看到询问如何在字符串类型和数值类型间进行转换的问题，也看到了许多不同的答案。下面先讨论一下从字符串类型到数值类型的转换。

 

1. 如何将字符串"123"转换为int类型整数123？答案是，用标准C的库函数atoi；
2. 如果要转换为long类型呢？标准C的库函数atol；
3. 如何将"123.12"转换为double类型呢？标准C的库函数atod；
4. 如果要转换为long double类型呢？标准C的库函数atold；
5. ……

后来有朋友开始使用标准库中的string类，问这个如何转换为数值？有朋友答曰，请先转换为const char*。我很佩服作答者有数学家的思维：把陌生的问题转化成熟悉的问题。（曾经有一则笑话，好事者问数学家：知道如何烧水吗？答：知道。把水壶加满水，点火烧。又问：如果水壶里已经有水了呢？答：先倒掉，就转化为我熟悉的问题了……）

不，不，这样是C的做法，不是C++。那么，C++该怎么做呢？使用Boost Conversion Library所提供的函数lexical_cast（需要引入头文件boost/lexical_cast.hpp）无疑是最简单方便的。如：

#include #include int main(){ using boost::lexical_cast; int a = lexical_cast("123"); double b = lexical_cast("123.12"); std::cout<

一个函数就简洁地解决了所有的问题。

 

3.2 数值→字符串

那么从数值类型到字符串类型呢？

用itoa？不对吧，标准C/C++里根本没有这个函数。即使在Windows平台下某些编译器提供了该函数3，没有任何移植性不说，还只能解决int类型（也许其他函数还可以解决long、unsigned long等类型），浮点类型又怎么办？当然，办法还是有，那就是：sprintf。

char s[100];sprintf(s, "%f", 123.123456);

不知道诸位对C里的scanf/printf系列印象如何，总之阿炯我肯定记不住那些稀奇古怪的参数，而且如果写错了参数，就会得到莫名其妙的输出结果，调试起来可就要命了（我更讨厌的是字符数组，空间开100呢，又怕太小装不下；开100000呢，总觉得太浪费，心里憋气，好在C++标准为我们提供了string这样的字符串类）。这时候，lexical_cast就出来帮忙啦。

#include #include #include int main(){ using std::string; const double d = 123.12; string s = boost::lexical_cast(d); std::cout<

跟前面一样简单。

 

3.3 异常

如果转换失败，则会有异常bad_lexical_cast抛出。该异常类是标准异常类bad_cast的子类。

#include #include int main(){ using std::cout; using std::endl; int i; try{ i = boost::lexical_cast("abcd"); } catch(boost::bad_lexical_cast& e) { cout<

显然“abcd”并不能转换为一个int类型的数值，于是抛出异常，捕捉后输出“bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target”这样的信息。

 

3.4 注意事项

lexical_cast依赖于字符流std::stringstream（会自动引入头文件4），其原理相当简单：把源类型读入到字符流中，再写到目标类型中，就大功告成。例如

int d = boost::lexical_cast("123");

就相当于

int d;std::stringstream s;s<<"123";s>>d;

既然是使用了字符流，当然就有些随之而来的问题，需要特别指出5。

 

• 由于Visual C++ 6的本地化（locale）部分实现有问题，因此如果使用了非默认的locale，可能会莫名其妙地抛出异常。当然，一般情况下我们并不需要去改变默认的locale，所以问题不是很大。
• 输入数据必须“完整”地转换，否则抛出bad_lexical_cast异常。例如

int i = boost::lexical_cast("123.123"); // this will throw

便会抛出异常。因为“123.123”只能“部分”地转换为123，不能“完整”地转换为123.123。

• 浮点数的精度问题。

std::string s = boost::lexical_cast(123.1234567);

以上语句预想的结果是得到“123.1234567”，但是实际上我们只会得到“123.123”，因为默认情况下std::stringstream的精度是6（这是C语言程序库中的“前辈”printf留下的传统）。这可以说是boost::lexical_cast的一个bug。怎么办呢？权宜之计，可以这么做：打开头文件，注意对照修改6：

#include //...templateTarget lexical_cast(Source arg) { //... Target result; interpreter.precision(std::numeric_limits::digits10); if( !(interpreter << arg) || !(interpreter >> result) || !(interpreter >> std::ws).eof()) //...}

即可得到正确结果。当然，理论上效率会有一点点损失，不过几乎可以忽略不计。

4 小结

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我们已经体验了boost::lexcial_cast。当然，lexical_cast不仅仅局限于字符串类型与数值类型之间的转换：可在任意可输出到stringstream的类型和任意可从stringstream输入的类型间转换。这次的了解尽管很粗略，不过毕竟我们已经“走进Boost”，而不仅仅是“走近”。以后，我们可以自行领略Boost的动人之处啦。

5 注释

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[1] 如果您访问Boost英文网站出现DNS错误，不妨试试http://64.226.201.52/。

[2] 请参考Boost文档中的“下载与安装说明（Boost Download and Installation）”部分。

[3] Borland C++ Builder提供了itoa，而Microsoft Visual C++提供了一个功能相同的函数，不过名字是_itoa。

[4] 有些不符合标准的标准库实现中，字符流类名是strstream，在头文件中。而标准规定的是stringstream，在头文件中。

[5] 请参考http://groups.yahoo.com/group/boost/message/15023的讨论。

[6] 非常感谢Andrew Koenig和Bjarne Stroustrup两位的指教和帮助。最开始我的想法是，指定最大精度，加入interpreter.precision(15)之类的语句，然而又担心移植性的问题。Andrew Koenig先生给出了非常明确的解释：You are quite correct that 15 is not portable across all floating-point implementations. However, it is portable across all implementations that support IEEE floating-point arithmetic, which is most computers that are in common use today. If you want to do better than that, you might consider using numeric_limits::digits10, which is the number of significant base-10 digits that can be accurately represented in a double.（中文大意是，诚然，15并非可移植到所有浮点实现中，但对于支持IEEE浮点运算的实现来说，则的确是可移植的，而且，这也是现今绝大部分计算机所使用的。如果想做得更好一点，则可以考虑使用numeric_limits::digits10，就能表示出10进制下double能精确表达的位数。）