The C++ Standard Library: What every professional C++ programmer should know about the C++ standard library: Fourth Edition Includes C++23 / Стандартная библиотека C++
Год издания: 2023
Автор: Grimm Rainer / Гримм Райнер
Издательство: Leanpub
ISBN: Нет
Язык: Английский
Формат: PDF, EPUB
Качество: Издательский макет или текст (eBook)
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 344
Описание: With the current C++23 standard, C++ has many libraries to offer. My book's key idea is to give you concise the necessary information for all C++ standard libraries.
"The C++ Standard Library" provides a detailed overview of the C++ Standard Library, including C++23.
The Goal
The C++ Standard Library aims to provide you with a concise reference of the C++ standard library in about 350 pages. This book assumes that you are familiar with C++. If so, you will get the most benefit from this book. If C++ is new to you, you should start with a textbook about core C++. Once you have mastered a textbook about the core language, you can make your next big step by reading my book.
C++23 improved the big four of C++20: extended ranges functionality, the coroutine generator std::generator, and a modularized C++ standard library.
The Standard Template Library (STL) consists of three components from a bird’s-eye view. Those are containers, algorithms that run on the containers, and iterators that connect both of them. The containers have only minimal requirements for their elements. This abstraction of generic programming enables you to combine algorithms and containers uniquely. The C++ Standard Library has a rich collection of containers. We have sequence and associative containers. Associative containers can be classified as ordered or unordered associative containers
This book also has more than 100 running code examples for the code snippets I present. Therefore, you can combine theory with practice and get the most out of it.
В соответствии с текущим стандартом C++23, C++ может предложить множество библиотек. Ключевая идея моей книги состоит в том, чтобы дать вам краткую необходимую информацию по всем стандартным библиотекам C++.
Книга содержит подробный обзор стандартной библиотеки C++, включая C++23.
Цель
Предоставить вам краткий справочник по стандартной библиотеке C++ объемом около 350 страниц. В этой книге предполагается, что вы знакомы с C++. Если это так, то вы получите максимальную пользу от этой книги. Если C++ для вас в новинку, вам следует начать с учебника по основам C++. Как только вы освоите учебник по основному языку, вы сможете сделать свой следующий большой шаг, прочитав мою книгу.
C++23 улучшил большую четверку C++20: функциональность расширенных диапазонов, генератор сопрограмм std::generator и модульную стандартную библиотеку C++.
Стандартная библиотека шаблонов (STL) состоит из трех компонентов с высоты птичьего полета. Это контейнеры, алгоритмы, которые выполняются в контейнерах, и итераторы, которые соединяют их оба. К контейнерам предъявляются лишь минимальные требования к их элементам. Эта абстракция универсального программирования позволяет вам уникальным образом комбинировать алгоритмы и контейнеры. Стандартная библиотека C++ обладает богатой коллекцией контейнеров. У нас есть последовательные и ассоциативные контейнеры. Ассоциативные контейнеры могут быть классифицированы как упорядоченные или неупорядоченные ассоциативные контейнеры.
В этой книге также приведено более 100 примеров работающего кода для представленных мной фрагментов. Таким образом, вы можете сочетать теорию с практикой и получать от этого максимальную отдачу.
Гримм Райнер - Стандартная библиотека C++ в примерах и пояснениях [2025, PDF, RUS]
Оглавление
Reader Testimonials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
English Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
German Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Purpose of this Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Source Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
Value versus Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
Further Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
Cippi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
About Me . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
1. The Standard Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
The History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Use of Libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Useful Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Adaptors for Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Pairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Reference Wrappers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Smart Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Type Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Time Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
std::any, std::optional, and std::variant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
std::expected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3. Interface of All Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Create and delete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Assign and Swap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Erasure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4. Sequence Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Deques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Forward Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5. Associative Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Ordered Associative Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Unordered Associative Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6. Container Adaptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Linear Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Associative Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7. Views . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Contiguous Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Multidimensional Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8. Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Categories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Iterator Creation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Useful Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Adaptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9. Callable Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Function Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Lambda Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
10. Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Iterators are the Glue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Sequential, Parallel, or Parallel Execution with Vectorisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
for_each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
CONTENTS
Non-Modifying Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Modifying Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Partition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Sort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Binary Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Merge Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Heaps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Min and Max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Permutations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Numeric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Unitialized Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
11. Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Range Adaptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Direct on the Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Function Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Lazy Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
std Algorithms versus std::ranges Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
12. Numeric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Random Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Numeric Functions Inherited from C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Mathematical Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
13. Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Create and Delete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Conversion Between C++ and C Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Size versus Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
String Concatenation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Element Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Input and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Check for a substring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Modifying Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Numeric Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
14. String Views . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Create and Initialise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Non-modifying operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Modifying operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
15. Regular Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Character Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Regular Expression Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
The Search Result match_results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Match . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Replace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Repeated Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
16. Input and Output Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Input and Output Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
User-defined Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
17. Formatting Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Formatting Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Format specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
User-defined formatter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
18. Filesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Non-member functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
File types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
19. Multithreading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Memory Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Atomic Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Threads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Stop Token . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Shared Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Thread Local Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Condition Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Semaphores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Coordination Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
20. Coroutines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Awaitables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
An Infinite Data Stream with co_yield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
