Boost C++ Libraries

下载地址：http://sourceforge.net/projects/boost/files/boost/1.51.0/

Boost C++ 库（Libraries）是一组扩充C++功能性的经过同行评审（Peer-reviewed）且开放源代码程序库。大多数的函数为了能够以开放源代码、封闭专案的方式运作，而授权于Boost软件授权条款（Boost Software License）之下。许多Boost的开发人员是来自C++标准委员会，而部份的Boost库成为C++的TR1标准之一。^[1]

为了要确保库的效率与弹性，Boost广泛的使用模板（template）功能。而它是针对各式领域的C++用户与应用领域（Application Domain）上，包含的库类型从像smart_ptr 库这种类通用库，到像是文件系统的操作系统抽象层，甚至能够利用Boost来开发额外的库或是给高级的C++用户利用，像是MPL。

内容

容器

• array - STL的数组容器
• Boost Graph Library (BGL) - 通用的图容器，组件和算法
• multi-array - N维数组
• multi-index containers - 多索引容器
• pointer containers - 指针容器
• property map - 属性Map
• variant - 安全的，基于泛型的，支持访问者模式的联合
• fusion - 基于tuple的容器和算法集合

正当性与测试

• concept check - 检查模板参数是否满足模板的要求
• static assert - 编译期的断言检查
• Boost Test Library - C++ 单元测试框架

数据结构

• • dynamic_bitset -std::bitset-的动态转型
• 仿函数与高级函数（含无名关数）
  • bind andmem_fn - 函数的绑定
  • function - 函数。
  • functional - C++标准函数之强化。以下是加强的内容。
    • function object traits
    • negators
    • binders
    • adapters for pointers to functions
    • adapters for pointers to member functions
  • hash - C++ C++ Technical Report 1（TR1）定义的散列表。
  • lambda -λ演算的实现。
  • ref - 标准C++参照（call by reference）的加强、特别强化与函数的调用。
  • result_of - 函数类型与回传值。
  • signals and slots - 信号和槽回调的实现托管
• 泛型
• 图
• I/O

语言之间的支持（Python用）

• iterator
  • iterators
  • operators
  • tokenizer
• 数学和计算
• 存储器（memory）
  • pool - 内存池，boost提供4种内存池模型供使用：pool、object_pool、singleton_pool、pool_allocator/fast_pool_allocator。
  • smart_ptr - boost的smart_ptr中提供了4种智能指针，作为std::auto_ptr的补充。
    • scoped_ptr - 具作用域指针，与std::auto_ptr类似，但不能转让所有权，用于确保离开作用域能够正确地删除动态分配的对象。
    • scoped_array - 配合scoped_ptr使用。
    • shared_ptr -
    • shared_array - 配合shared_ptr使用。
    • weak_ptr - shared_ptr 的观察者，避免shared_ptr循环引用，是一种辅助指针。
    • intrusive_ptr - 比 shared_ptr 更好的智能指针。
  • utility - 以下是utility类型的定义。
    • base from member idiom -
    • checked delete - 保证在摧毁一个对象时，必须对该对象的类型有充份了解。
    • next and prior functions -
    • noncopyable - 把copy constructor和assign operaotr 声明为private，不加以实现。
    • addressof - 用于获得变量的地址。
    • result_of - 指涉函数回返类型。

并行计算

• asio 低端IO编程和网络库
• interprocess 进程间通信库

其他

• 构文解析
  • lexical_cast - lexical_cast 类别模板
  • format - 文字格式化，类似printf
  • iostreams - 新式iostream的补强
  • regex - 正规表示法（Regular expression）
  • Spirit - 根据EBNF规则对文件进行分析。
  • string algorithms - 文字列算法。
  • tokenizer - 把字符串串行分解成一系列标记（tokens）。
  • wave -

模板元编程（Template Metaprogramming）

• mpl - 模板元编程框架
• static assert - 静态断言
• type traits - 类型的基本属性的模板。

范例

现有的 Boost 包含 87 种不同的函数库，以下面几项做范例：

线性代数 – uBLAS

Boost 包含了 uBLAS 线性代数函数库，能够借由基本函数库子函数（BLAS）来支持矢量与矩阵形运算。

• 此范例表示如何矩阵与矢量作乘积：

 
#include <boost/numeric/ublas/vector.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/matrix.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/io.hpp>
#include <iostream>
 
using namespace boost::numeric::ublas;
 
/* 举例 "y = Ax"  */
int main () 
{
      vector<double> x (2);
      x(0) = 1; x(1) = 2;
 
      matrix<double> A(2,2);
      A(0,0) = 0; A(0,1) = 1;
      A(1,0) = 2; A(1,1) = 3;
 
      vector<double> y = prod(A, x);
 
      std::cout << y << std::endl;
      return 0;
}

随机数产生 – Boost.Random

Boost 也提供独立分布的模拟随机与 PRNG 独立性的机率分布，而这些能够具体的创建产生器。

• 此范例表示如何使用 Mersenne Twister 算法来产生随机

#include <boost/random.hpp>
#include <ctime>
 
using namespace boost;
 
double SampleNormal (double mean, double sigma)
{
    // 建立一个 Mersenne twister 随机数产生器
    // 从 1970 年到现在的 #seconds 设定 seed
    static mt19937 rng(static_cast<unsigned> (std::time(0)));
 
    // 选择高斯机率分布
    normal_distribution<double> norm_dist(mean, sigma);
 
    // 使用 function 的形式，生成随机数据产生器
    variate_generator<mt19937&, normal_distribution<double> >  normal_sampler(rng, norm_dist);
 
    // 传回样本分布结果
    return normal_sampler();
}

更详细的说明请参阅 Boost 随机数库。

多线程 – Boost.Thread

示例码演示创建运行绪：

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <iostream>
 
using namespace std; 
 
void hello_world() 
{
  cout << "Hello world, I'm a thread!" << endl;
}
 
int main（int argc, char* argv[]）
{
  // 開始一條使用 "hello_world" function 的新執行緒
  boost::thread my_thread(&hello_world);
  // 等待執行緒完成工作
  my_thread.join();
 
  return 0;
}

• Introduction to Boost.Threads inDr. Dobb's Journal. (2002)
• Boost.Threads API reference。
• threadpool library based on Boost.Thread

引用

Free software主题首页

1. ^Library Technical Report

外部链接

您可以在 维基教科书中查找此百科条目的相关电子教程：

Libraries/Boost

• Boost 官方网站
• Smart Pointers to boost your code
• Building Boost libraries
• Boost 中文翻译在线阅读

百度百科：

Boost中比较有名气的有这么几个库：　　

Regex　　正则表达式库　　

Spirit　　LL parser framework，用C++代码直接表达EBNF　　

Graph　　图组件和算法　　

Lambda　　在调用的地方定义短小匿名的函数对象，很实用的functional功能　　

concept check　　检查泛型编程中的concept　　

Mpl　　用模板实现的元编程框架　　

Thread　　可移植的C++多线程库　　

Python　　把C++类和函数映射到Python之中　　

Pool　　内存池管理　　

smart_ptr　　5个智能指针，学习智能指针必读，一份不错的参考是来自CUJ的文章：

种类

　　 按照功能分类的Boost库列表　　按照实现的功能，Boost可为大致归入以下20个分类，在下面的分类中，有些库同时归入几种类别。　　

1. 字符串和文本处理　　a) Conversion　　b) Format　　c) IOStream　　d) Lexical Cast　　e) Regex　　f) Spirit　　g) String Algo　　h) Tokenizer　

     　i) Wave　　j) Xpressive　　

2. 容器　　a) Array　　b) Bimap　　c) Circular Buffer　　d) Disjoint Sets　　e) Dynamic Bitset　　f) GIL　　g) Graph　　h) ICL　　i) Intrusive　

     　j) Multi-Array　　k) Multi-Index　　l) Pointer Container　　m) Property Map　　n) Property Tree　　o) Unordered　　p) Variant　　

3. 迭代器　　a) GIL　　b) Graph　　c) Iterators　　d) Operators　　e) Tokenizer　　

4. 算法　　a) Foreach　　b) GIL　　c) Graph　　d) Min-Max　　e) Range　　f) String Algo　　g) Utility　　

5. 函数对象和高阶编程　　a) Bind　　b) Function　　c) Functional　　d) Functional/Factory　　e) Functional/Forward　　f) Functional/Hash　　g) Lambda　

     　h) Member Function　　i) Ref　　j) Result Of　　k) Signals　　l) Signals2　　m) Utility　　

6. 泛型编程　　a) Call Traits　　b) Concept Check　　c) Enable If　　d) Function Types　　e) GIL　　f) In Place Factory, Typed In Place Factory　　

        g) Operators　　h) Property Map　　i) Static Assert　　j) Type Traits　　

7. 模板元编程　　a) Function Types　　b) Fusion　　c) MPL　　d) Proto　　e) Static Assert　　f) Type Traits　　

8. 预处理元编程　　a) Preprocessors　　

9. 并发编程　　a) Asio　　b) Interprocess　　c) MPI　　d) Thread　　

10. 数学和数字　　a) Accumulators　　b) Integer　　c) Interval　　d) Math　　e) Math Common Factor　　f) Math Octonion　　g) Math Quaternion　　

         h) Math/Special Functions　　i) Math/Statistical Distributions　　j) Multi-Array　　k) Numeric Conversion　　l) Operators　　m) Random　　

         n) Rational　　o) uBLAS　　

11. 排错和测试　　a) Concept Check　　b) Static Assert　　c) Test　　

12. 数据结构　　a) Any　　b) Bitmap　　c) Compressed Pair　　d) Fusion　　e) ICL　　f) Multi-Index　　g) Pointer Container　　h) Property Tree　

      　i) Tuple　　j) Uuid　　k) Variant　　

13. 图像处理　　a) GIL　　

14. 输入输出　　a) Asio　　b) Assign　　c) Format　　d) IO State Savers　　e) IOStreams　　f) Program Options　　g) Serialization　　

15. 跨语言混合编程　　a) Python　　

16. 内存管理　　a) Pool　　b) Smart Ptr　　c) Utility　　

17. 解析　　a) Spirit　　

18. 编程接口　　a) Function　　b) Parameter　　

19. 杂项　　a) Compressed Pair　　b) Conversion　　c) CRC　　d) Date Time　　e) Exception　　f) Filesystem　　g)Flyweight　　h) Lexical Cast　　

         i) Meta State Machine　　j) Numeric Conversion　　k) Optional　　l) Polygon　　m) Program Options　　n) Scope Exit　　o) Statechart　　

         p) Swap　　q) System　　r) Timer　　s) Tribool　　t) Typeof　　u) Units　　v) Utility　　w) Value Initialized　　

20. 编译器问题的变通方案　　a) Compatibility　　b) Config