C++ cstdlib – 概览

什么是 C++ cstdlib？

C++ 标准库头文件 (cstdlib in C++) 是 C++ 程序员使用最广泛的库头文件。它定义了一系列函数和宏，以实现跨团队、跨平台的高效且具有卓越表现的标准化 C++ 代码。

C++ 是一种广受欢迎的程序语言，它能崛起的最初原因就是可以与 C 语言兼容。C 语言曾经是且现在仍然是一种流行、成熟的程序语言。兼容意味着程序员更容易适应这种语言，更重要的是，C++ 开发人员还可以利用现有的 C 语言代码。

程序员不需要从核心函数开始重建所有内容，可以在按合理步调转向 C++ 时，重复使用成熟的代码块。具体来讲，他们能够利用 C 语言标准库头文件 stdlib.h

目前，C++ cstdlib 是原始 的 C++ 增强版。

C++ cstdlib 与 stdlib.h
C 标准库头文件 为 C 语言程序员提供可靠、高效的函数，以实现动态内存分配、数据类型转换、伪随机数生成、过程控制、搜索和排序、数学以及多字节或宽字符函数。除了这些常见例程外，还包括一些常用常数，以促进组织和平台间的代码标准化。

头文件和命名空间
最初的 C++ 规范 C++98 中规定：为正确使用从 C 语言库中继承的函数功能，采用 头文件。例如，传统 C 程序中可能包括 “string.h”，而在 C++ 中，相同项目将采用对应的 。此外，随着命名空间的出现，新编写的 C++ 库函数不再在全局、非限定命名空间中定义。相反，它们只在标准命名空间 std 中声明。

如今，C++ 使用 cstdlib 就意味着保证 中所含的全部内容均已在 std 命名空间中声明。因此，开发人员想要使用标准库中的函数时，他们必须先进行声明。可以显式声明，或通过指令声明，例如：

图 1：std::shared_ptr 用作双向链表的一部分

在左列中，由于没有在全局命名空间中声明，非限定使用 shared_ptr<> 报错。在中间列，命名空间显式声明，指向编译器可以查到的位置。在右列中，using namespace std 指令引导编译器至 std，搜索局部或全局范围内不存在的功能。注意：第三种（最右侧）方法不太好。还有一种方法是通过 std::shared_ptr 指令，仅添加 shared_ptr。

其它函数
C++ 库中的 cstdlib 包含由传统 C 语言函数、宏和数据类型构成的超集。以已声明的绝对值 (abs) 函数集为例。在 stdlib.h 中，C 语言定义了计算整数、长整数或长长整数值的绝对值 (abs) 所需的函数。但是没有获取单精度、双精度或更长双精度浮点数绝对值的函数。相反，这些类型需要在另一个常用 C 头文件 math.h内声明。

图 2：C 标准库中的绝对值函数
C++ cstdlib 头文件中 abs() 的相关重写包括上述所有情况。

内容
C++ cstdlib 头文件包括若干成员函数、数据类型和常数值。下表列出了按头文件定义的函数。
图 3：转换函数

图 4：随机数相关函数

图 5：动态内存分配函数

图 6：搜索和排序函数

图 7：数学函数

图 8：结合多字节和宽字符使用的函数

常数和宏
C++ 库中的 cstdlib 包含多种宏和常数，以便于 C++ 语言开发和代码库标准化。例如，主函数返回的常数值如下：

EXIT_SUCCESS

EXIT_SUCCESS 常数可用作主函数的返回值，将调用框架解释为成功执行。虽然数值 0 也表示程序成功执行，但 EXIT_SUCCESS 针对的是具体实施。

EXIT_FAILURE

EXIT_FAILURE 常数也可用作主函数的返回值。然而，它表示的是执行失败的调用框架，可能存在严重的操作系统级错误。

图 11：主函数返回所用宏示例

例如，C++ cstdlib 定义的常数
NULL
表示指针常数为空，
RAND_MAX
表示
rand
命令生成的最大可能值，
MB_CUR_MAX
表示当前 locale 多字节字符的最大字节数。

结论
C++ 通用标准库头文件，也称为 C++ cstdlib，定义了用于数据类型转换、伪随机数生成、内存分配、搜索、排序、数学和处理宽或多字节字符的核心函数集。它还包括各种常数值形式的有用宏。在许多情况下，C++ 程序员使用来自 cstdlib 的类型、函数或常数，而不必包含此头文件，因为它已经包含在程序员使用的其它头文件中。当原先包含的头文件被删除，某些常数无法识别时，如果不知道某些类型和实用程序来自何处，后续可能会产生麻烦的编译错误。在这种情况下，可能需要使用 cstlib 来节省时间。

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