C++标准库（第2版）

第 2 版译序 xxi 第 2 版序言 xxiii 第 2 版致谢 xxiv 第 1 版序言 xxv 第 1 版致谢 xxvi 1 关于本书 1 1.1 缘起 1 1.2 阅读前的必要基础 2 1.3 本书风格与结构 2 1.4 如何阅读本书 4 1.5 目前发展情势 5 1.6 范例代码及额外信息 5 1.7 反馈 5 2 C++ 及标准库简介 7 2.1 C++ Standard 的历史 7 2.1.1 C++11 Standard 常见疑问 8 2.1.2 C++98 和 C++11 的兼容性 9 2.2 复杂度与 Big-O 标记 10 3 语言新特性 13 3.1 C++11 语言新特性 13 3.1.1 微小但重要的语法提升 13 3.1.2 以auto完成类型自动推导 14 3.1.3 一致性初始化（Uniform Initialization）与初值列（Initializer List） 15 3.1.4 Range-Based for循环 17 3.1.5 Move 语义和 Rvalue Reference 19 3.1.6 新式的字符串字面常量（String Literal） 23 3.1.7 关键字noexcept 24 3.1.8 关键字constexpr 26 3.1.9 崭新的 Template 特性 26 3.1.10 Lambda 28 3.1.11 关键字decltype 32 3.1.12 新的函数声明语法（New Function Declaration Syntax） 32 3.1.13 带领域的（Scoped） Enumeration 32 3.1.14 新的基础类型（New Fundamental Data Type） 33 3.2 虽旧犹新的语言特性 33 3.2.1 基础类型的明确初始化（Explicit Initialization for Fundamental Type） 37 3.2.2 main()定义式 37 4 一般概念 39 4.1 命名空间（Namespace）std 39 4.2 头文件（Header File） 40 4.3 差错和异常（Error and Exception）的处理 41 4.3.1 标准的 Exception Class（异常类） 41 4.3.2 异常类（Exception Class）的成员 44 4.3.3 以 Class exception_ptr传递异常 52 4.3.4 抛出标准异常 53 4.3.5 自标准异常类派生 54 4.4 Callable Object（可被调用的对象） 54 4.5 并发与多线程 55 4.6 分配器（Allocator） 57 5 通用工具 59 5.1 Pair 和 Tuple 60 5.1.1 Pair 60 5.1.2 Tuple（不定数的值组） 68 5.1.3 Tuple 的输入/输出 74 5.1.4 tuple和pair转换 75 5.2 Smart Pointer（智能指针） 76 5.2.1 Class shared_ptr 76 5.2.2 Class weak_ptr 84 5.2.3 误用 Shared Pointer 89 5.2.4 细究 Shared Pointer 和 Weak Pointer 92 5.2.5 Class unique_ptr 98 5.2.6 细究 Class unique_ptr 110 5.2.7 Class auto_ptr 113 5.2.8 Smart Pointer 结语 114 5.3 数值的极值（Numeric Limit） 115 5.4 Type Trait 和 Type Utility 122 5.4.1 Type Trait 的目的 122 5.4.2 细究 Type Trait 125 5.4.3 Reference Wrapper（外覆器） 132 5.4.4 Function Type Wrapper（外覆器） 133 5.5 辅助函数 134 5.5.1 挑选最小值和最大值 134 5.5.2 两值互换（Swapping） 136 5.5.3 增补的“比较操作符”（Comparison Operator） 138 5.6 Class ratio<>的编译期分数运算 140 5.7 Clock 和 Timer 143 5.7.1 Chrono 程序库概观 143 5.7.2 Duration（时间段） 144 5.7.3 Clock（时钟）和 Timepoint（时间点） 149 5.7.4 C 和 POSIX 提供的 Date/Time 函数 157 5.7.5 以计时器停滞线程（Blocking with Timer） 160 5.8 头文件、和 161 5.8.1 内的各项定义 161 5.8.2 内的各种定义 162 5.8.3 中的定义式 163 6 标准模板库 165 6.1 STL 组件（Component） 165 6.2 容器（Container） 167 6.2.1 序列式容器（Sequence Container） 169 6.2.2 关联式容器（Associative Container） 177 6.2.3 无序容器（Unordered Container） 180 6.2.4 关联式数组（Associative Array） 185 6.2.5 其他容器 187 6.2.6 容器适配器（Container Adapter） 188 6.3 迭代器（Iterator） 188 6.3.1 关联式（ Associative ）及无序（ Unordered ）容器的更多实例 193 6.3.2 迭代器种类（Iterator Category） 198 6.4 算法（Algorithm） 199 6.4.1 区间（Range） 203 6.4.2 处理多重区间（Multiple Ranges） 207 6.5 迭代器之适配器（Iterator Adapter） 210 6.5.1 Insert Iterator（安插型迭代器） 210 6.5.2 Stream Iterator（串流迭代器） 212 6.5.3 Reverse Iterator（反向迭代器） 214 6.5.4 Move Iterator（搬移迭代器） 216 6.6 用户自定义的泛型函数（User-Defined Generic Function） 216 6.7 更易型算法（Manipulating Algorithm） 217 6.7.1 移除（Removing）元素 218 6.7.2 更易 Associative（关联式）和 Unordered（无序）容器 221 6.7.3 算法 vs. 成员函数 223 6.8 以函数作为算法的实参 224 6.8.1 以函数作为算法实参的实例示范 224 6.8.2 判断式（Predicate） 226 6.9 使用 Lambda 229 6.10 函数对象（Function Object） 233 6.10.1 定义一个函数对象 233 6.10.2 预定义的函数对象 239 6.10.3 Binder 241 6.10.4 函数对象 vs. Lambda 243 6.11 容器内的元素 244 6.11.1 容器元素的必要条件 244 6.11.2 Value 语义 vs. Reference 语义 245 6.12 STL 内部的错误和异常 245 6.12.1 错误处理（Error Handling） 246 6.12.2 异常处理（Exception Handling） 248 6.13 扩展 STL 250 6.13.1 整合更多 Type 250 6.13.2 派生自 STL Type 251 7 STL 容器 253 7.1 容器的共通能力和共通操作 254 7.1.1 容器的共通能力 254 7.1.2 容器的共通操作 254 7.1.3 容器提供的类型 260 7.2 Array 261 7.2.1 Array 的能力 261 7.2.2 Array 的操作 263 7.2.3 把array当成 C-Style Array 267 7.2.4 异常处理（ Exception Handling ） 268 7.2.5 Tuple 接口 268 7.2.6 Array 运用实例 268 7.3 Vector 270 7.3.1 Vector 的能力 270 7.3.2 Vector 的操作 273 7.3.3 将 Vector 当作 C-Style Array 使用 278 7.3.4 异常处理（ Exception Handling ） 278 7.3.5 Vector 使用实例 279 7.3.6 Class vector 281 7.4 Deque 283 7.4.1 Deque 的能力 284 7.4.2 Deque 的操作函数 284 7.4.3 Exception Handling 288 7.4.4 Deque 运用实例 288 7.5 List 290 7.5.1 List 的能力 290 7.5.2 List 的操作 291 7.5.3 异常处理（ Exception Handling ） 296 7.5.4 List 运用实例 298 7.6 Forward List 300 7.6.1 Forward List 的能力 300 7.6.2 Forward List 的操作 302 7.6.3 异常处理（ Exception Handling ） 311 7.6.4 Forward List 运用实例 312 7.7 Set 和 Multiset 314 7.7.1 Set 和 Multiset 的能力 315 7.7.2 Set and Multiset 的操作函数 316 7.7.3 异常处理（ Exception Handling ） 325 7.7.4 Set 和 Multiset 运用实例 325 7.7.5 运行期指定排序准则 328 7.8 Map 和 Multimap 331 7.8.1 Map 和 Multimap 的能力 332 7.8.2 Map 和 Multimap 的操作函数 333 7.8.3 将 Map 视为关联式数组（ Associative Array ） 343 7.8.4 异常处理（ Exception Handling ） 345 7.8.5 Map 和 Multimap 运用实例 345 7.8.6 综合实例：运用 Map、 String 并于运行期指定排序准则 351 7.9 无序容器（ Unordered Container ） 355 7.9.1 Unordered 容器的能力 357 7.9.2 创建和控制 Unordered 容器 359 7.9.3 Unordered 容器的其他操作 367 7.9.4 Bucket 接口 374 7.9.5 使用 Unordered Map 作为 Associative Array 374 7.9.6 异常处理（ Exception Handling ） 375 7.9.7 Unordered 容器的运用实例 375 7.10 其他 STL 容器 385 7.10.1 String 作为一种 STL 容器 385 7.10.2 C-Style Array 作为一种 STL 容器 386 7.11 实现 Reference 语义 388 7.12 各种容器的使用时机 392 8 细探 STL 容器成员 397 8.1 容器内的类型 397 8.2 创建、复制和销毁（ Create, Copy, and Destroy ） 400 8.3 非更易型操作（ Nonmodifying Operation ） 403 8.3.1 大小相关操作（ Size Operation ） 403 8.3.2 元素比较（ Comparison Operation ） 404 8.3.3 Associative 和 Unordered 容器特有的非更易型操作 404 8.4 赋值（ Assignment ） 406 8.5 元素直接访问（ Direct Element Access ） 408 8.6 “产出迭代器”之各项操作 410 8.7 安插和移除（ Inserting and Removing ）元素 411 8.7.1 安插单一元素（ Inserting Single Element ） 411 8.7.2 安插多重元素（ Inserting Multiple Elements ） 416 8.7.3 移除元素（ Removing Element ） 417 8.7.4 重设大小（ Resizing ） 420 8.8 List 和 Forward List 的特殊成员函数 420 8.8.1 特殊成员函数（针对 List 和 Forward List ） 420 8.8.2 特殊成员函数（只针对 Forward List ） 423 8.9 容器的策略接口（ Policy Interface ） 427 8.9.1 非更易型策略函数（ Nonmodifying Policy Function ） 427 8.9.2 更易型策略函数（ Modifying Policy Function ） 428 8.9.3 Unordered 容器的 Bucket 相关接口 429 8.10 对分配器（ Allocator ）的支持 430 8.10.1 基本的分配器成员（ Fundamental Allocator Member ） 430 8.10.2 带有“可选之分配器参数”的构造函数 430 9 STL 迭代器 433 9.1 迭代器头文件（ Header Files for Iterators ） 433 9.2 迭代器种类（ Iterator Category ） 433 9.2.1 Output 迭代器 433 9.2.2 Input 迭代器 435 9.2.3 Forward（前向）迭代器 436 9.2.4 Bidirectional（双向）迭代器 437 9.2.5 Random-Access（随机访问）迭代器 438 9.2.6 Vector 迭代器的递增（ Increment ）和递减（ Decrement ） 440 9.3 迭代器相关辅助函数 441 9.3.1 advance() 441 9.3.2 next()和prev() 443 9.3.3 distance() 445 9.3.4 iter_swap() 446 9.4 迭代器适配器（ Iterator Adapter ） 448 9.4.1 Reverse（反向）迭代器 448 9.4.2 Insert（安插型）迭代器 454 9.4.3 Stream（串流）迭代器 460 9.4.4 Move（搬移）迭代器 466 9.5 Iterator Trait（迭代器特性） 466 9.5.1 为迭代器编写泛型函数（ Generic Function ） 468 9.6 用户自定义（ User-Defined ）迭代器 471 10 STL 函数对象及 Lambda 475 10.1 Function Object（函数对象）的概念 475 10.1.1 以 Function Object 为排序准则（ Sorting Criterion ） 476 10.1.2 Function Object 拥有内部状态（ Internal State ） 478 10.1.3 for_each()的返回值 482 10.1.4 Predicate（判断式） vs. Function Object（函数对象） 483 10.2 预定义的 Function Object 和 Binder 486 10.2.1 预定义的 Function Object 486 10.2.2 Function Adapter 和 Binder 487 10.2.3 以 Function Adapter 搭配用户自定义的 Function Object 495 10.2.4 过时的（ Deprecated ） Function Adapter 497 10.3 运用 Lambda 499 10.3.1 Lambda vs. Binder 499 10.3.2 Lambda vs. 带有状态的（ Stateful ） Function Object 500 10.3.3 Lambda 调用全局函数和成员函数 502 10.3.4 Lambda 作为 Hash 函数、排序准则或相等准则 504 11 STL 算法 505 11.1 算法头文件（Header File） 505 11.2 算法概观 505 11.2.1 扼要介绍 506 11.2.2 算法分门别类 506 11.3 辅助函数 517 11.4 for_each()算法 519 11.5 非更易型算法（Nonmodifying Algorithm） 524 11.5.1 元素计数 524 11.5.2 最小值和最大值 525 11.5.3 查找元素（Searching Element） 528 11.5.4 区间的比较 542 11.5.5 Predicate 用以检验区间 550 11.6 更易型算法（Modifying Algorithm） 557 11.6.1 复制元素（Copying Element） 557 11.6.2 搬移元素（Moving Element） 561 11.6.3 转换和结合元素（Transforming and Combining Element） 563 11.6.4 互换元素（Swapping Elements） 566 11.6.5 赋值（Assigning New Value） 568 11.6.6 替换元素（Replacing Element） 571 11.7 移除型算法（Removing Algorithm） 575 11.7.1 移除某些元素 575 11.7.2 移除重复元素 578 11.8 变序型算法（Mutating Algorithm） 583 11.8.1 反转元素次序（Reversing the Order of Elements） 583 11.8.2 旋转元素（Rotating Elements） 584 11.8.3 排列元素（Permuting Elements） 587 11.8.4 对元素重新洗牌（Shuffling Elements） 589 11.8.5 将元素向前搬（Moving Elements to the Front） 592 11.8.6 划分为两个子区间（Partition into Two Subranges） 594 11.9 排序算法（Sorting Algorithm） 596 11.9.1 对所有元素排序 596 11.9.2 局部排序（Partial Sorting） 599 11.9.3 根据第 {\itshape n} 个元素排序 602 11.9.4 Heap 算法 604 11.10 已序区间算法（Sorted-Range Algorithm） 608 11.10.1 查找元素（Searching Element） 608 11.10.2 合并元素（Merging Elements） 614 11.11 数值算法（Numeric Algorithm） 623 11.11.1 运算后产生结果 623 11.11.2 相对数列和绝对数列之间的转换 627 12 特殊容器 631 12.1 Stack（堆栈） 632 12.1.1 核心接口 633 12.1.2 Stack 运用实例 633 12.1.3 一个用户自定义的 Stack Class 635 12.1.4 细究 Class stack<> 637 12.2 Queue（队列） 638 12.2.1 核心接口 639 12.2.2 Queue 运用实例 640 12.2.3 一个用户自定义的 Queue Class 641 12.2.4 细究 Class queue<> 641 12.3 Priority Queue（带优先级的队列） 641 12.3.1 核心接口 643 12.3.2 Priority Queue 运用实例 643 12.3.3 细究 Class priority_queue<> 644 12.4 细究 Container Adapter 645 12.4.1 类型定义 645 12.4.2 构造函数（Constructor） 646 12.4.3 Priority Queue 额外提供的构造函数 646 12.4.4 各项操作（Operation） 647 12.5 Bitset 650 12.5.1 Bitset 运用实例 651 12.5.2 细究 Class bitset 653 13 字符串 655 13.1 String Class 的目的 656 13.1.1 例一：提炼临时文件名 656 13.1.2 例二：提炼单词并反向打印 660 13.2 String Class 细节描述 663 13.2.1 String 的各种相关类型 663 13.2.2 操作函数概览 666 13.2.3 构造函数和析构函数（Constructor and Destructor） 667 13.2.4 String 和 C-String 668 13.2.5 大小和容量（Size and Capacity） 669 13.2.6 元素访问（Element Access） 671 13.2.7 比较（Comparison） 672 13.2.8 更改内容（Modifier） 673 13.2.9 子字符串（Substring）及字符串接合（String Concatenation） 676 13.2.10 I/O 操作符 677 13.2.11 搜索和查找（Searching and Finding） 678 13.2.12 npos的意义 680 13.2.13 数值转换（Numeric Conversion） 681 13.2.14 String 对迭代器的支持 684 13.2.15 国际化（Internationalization） 689 13.2.16 效率（Performance） 692 13.2.17 String 和 Vector 692 13.3 细究 String Class 693 13.3.1 类型定义和静态值 693 13.3.2 创建、复制、销毁（Create, Copy, and Destroy） 694 13.3.3 大小和容量（Size and Capacity） 696 13.3.4 比较（Comparison） 697 13.3.5 字符访问 699 13.3.6 产生 C-String 和字符数组（Character Array） 700 13.3.7 “改动”之相关操作（Modifying Operation） 700 13.3.8 查找（Searching and Finding） 708 13.3.9 子字符串（Substring）及字符串接合（String Concatenation） 711 13.3.10 I/O函数 712 13.3.11 数值转换（Numeric Conversion） 713 13.3.12 生成 Iterator 714 13.3.13 对 Allocator 的支持 715 14 正则表达式 717 14.1 Regex 的匹配和查找接口（Match and Search Interface） 717 14.2 处理“次表达式”（Subexpression） 720 14.3 Regex Iterator 726 14.4 Regex Token Iterator 727 14.5 用于替换的正则表达式 730 14.6 Regex Flag 732 14.7 Regex 的异常（Exception） 735 14.8 Regex ECMAScript 文法 738 14.9 其他文法 739 14.10 细究 Basic Regex 签名式 740 15 以 Stream 完成 I/O 743 15.1 I/O Stream 的共通基础（Common Background） 744 15.1.1 Stream 对象 744 15.1.2 Stream Class 744 15.1.3 全局的 Stream 对象 745 15.1.4 Stream 操作符 745 15.1.5 操控器（Manipulator） 746 15.1.6 一个简单例子 746 15.2 基本 Stream Class 和其对象 748 15.2.1 Class 及其层次体系 748 15.2.2 全局性的 Stream 对象 751 15.2.3 头文件 752 15.3 标准的 Stream 操作符<<和>> 753 15.3.1 Output 操作符<< 753 15.3.2 Input 操作符>> 754 15.3.3 特殊类型的 I/O 755 15.4 Stream 的状态（State） 758 15.4.1 表示“ Stream 状态”的常量 758 15.4.2 用来“处理 Stream 状态”的成员函数 759 15.4.3 Stream 状态与 Boolean 条件测试 760 15.4.4 Stream 的状态和异常 762 15.5 标准 I/O 函数 767 15.5.1 Input 相关函数 768 15.5.2 Output 相关函数 771 15.5.3 实例 772 15.5.4 sentry对象 772 15.6 操控器（Manipulator） 774 15.6.1 操控器概览 774 15.6.2 操控器如何运作 776 15.6.3 用户自定义的操控器 777 15.7 格式化（Formatting） 779 15.7.1 Format Flag（格式标志） 779 15.7.2 Boolean 的 I/O 格式 781 15.7.3 栏位宽度、填充字符、位置调整 781 15.7.4 正号与大写 784 15.7.5 数值基底（Numeric Base） 785 15.7.6 浮点数（Floating-Point）表示法 787 15.7.7 一般格式（General Formatting）定义 789 15.8 国际化（Internationalization） 790 15.9 文件访问（File Access） 791 15.9.1 File Stream Class 791 15.9.2 File Stream 的 Rvalue 和 Move 语义 795 15.9.3 File Flag（文件标志） 796 15.9.4 随机访问（Random Access） 799 15.9.5 使用文件描述器（File Descriptor） 801 15.10 为 String 而设计的 Stream Class 802 15.10.1 String Stream Class 802 15.10.2 String Stream 的 Move 语义 806 15.10.3 char* Stream Class 807 15.11 “用户自定义类型”之 I/O 操作符 810 15.11.1 实现一个 Output 操作符 810 15.11.2 实现一个 Input 操作符 812 15.11.3 以辅助函数完成 I/O 814 15.11.4 用户自定义之 Format Flag（格式标志） 815 15.11.5 用户自定义 I/O 操作符的规约（Convention） 818 15.12 连接 Input 和 Output Stream 819 15.12.1 以tie()完成松耦合（Loose Coupling） 819 15.12.2 以 Stream 缓冲区完成紧耦合（Tight Coupling） 820 15.12.3 将标准 Stream 重定向（Redirecting） 822 15.12.4 可读可写的 Stream 824 15.13 Stream Buffer Class 826 15.13.1 Stream 缓冲区接口 826 15.13.2 Stream 缓冲区的 Iterator 828 15.13.3 用户自定义之 Stream 缓冲区 832 15.14 关于效能（Performance） 844 15.14.1 与 C 标准串流同步（Synchronization with C's Standard Streams） 845 15.14.2 Stream 缓冲区内的缓冲机制 845 15.14.3 直接使用 Stream 缓冲区 846 16 国际化 849 16.1 字符编码和字符集 850 16.1.1 多字节（Multibyte）和宽字符（Wide-Character）文本 850 16.1.2 不同的字符集 851 16.1.3 在 C++ 中处理字符集 852 16.1.4 Character Trait 853 16.1.5 特殊字符的国际化 857 16.2 Locale（地域）概念 857 16.2.1 使用 Locale 858 16.2.2 Locale Facet 864 16.3 细究 Locale 866 16.4 细究 Facet 869 16.4.1 数值格式化（Numeric Formatting） 870 16.4.2 货币符号格式化（Monetary Formatting） 874 16.4.3 时间和日期格式化（Time and Date Formatting） 884 16.4.4 字符的分类和转换 891 16.4.5 字符串校勘（String Collation） 904 16.4.6 消息国际化（Internationalized Message） 905 17 数值 907 17.1 随机数及分布（Random Number and Distribution） 907 17.1.1 第一个例子 908 17.1.2 引擎（Engine） 912 17.1.3 细说引擎（Engine） 915 17.1.4 分布（Distribution） 917 17.1.5 细说分布（Distribution） 921 17.2 复数（Complex Number） 925 17.2.1 Class complex<>一般性质 925 17.2.2 Class complex<>运用实例 926 17.2.3 复数的各项操作 928 17.2.4 细说 Class complex<> 935 17.3 全局数值函数（Global Numeric Function） 941 17.4 Valarray 943 18 并发 945 18.1 高级接口：async()和 Future 946 18.1.1 async()和 Future 的第一个用例 946 18.1.2 实例：等待两个 Task 955 18.1.3 Shared Future 960 18.2 低层接口：Thread 和 Promise 964 18.2.1 Class std::thread 964 18.2.2 Promise 969 18.2.3 Class packaged_task<> 972 18.3 细说启动线程（Starting a Thread） 973 18.3.1 细说async() 974 18.3.2 细说 Future 975 18.3.3 细说 Shared Future 976 18.3.4 细说 Class std::promise 977 18.3.5 细说 Class std::packaged_task 977 18.3.6 细说 Class std::thread 979 18.3.7 Namespace this_thread 981 18.4 线程同步化与 Concurrency（并发）问题 982 18.4.1 当心 Concurrency（并发） 982 18.4.2 Concurrent Data Access 为什么造成问题 983 18.4.3 什么情况下可能出错 983 18.4.4 解决问题所需要的性质（Feature） 987 18.5 Mutex 和 Lock 989 18.5.1 使用 Mutex 和 Lock 989 18.5.2 细说 Mutex 和 Lock 998 18.5.3 只调用一次 1000 18.6 Condition Variable（条件变量） 1003 18.6.1 Condition Variable（条件变量）的意图 1003 18.6.2 Condition Variable（条件变量）的第一个完整例子 1004 18.6.3 使用 Condition Variable（条件变量）实现多线程 Queue 1006 18.6.4 细说 Condition Variable（条件变量） 1009 18.7 Atomic 1012 18.7.1 Atomic 用例 1012 18.7.2 细说 Atomic 及其高级接口 1016 18.7.3 Atomic 的 C-Style 接口 1019 18.7.4 Atomic 的低层接口 1019 19 分配器 1023 19.1 以应用程序开发者的角度使用 Allocator 1023 19.2 用户自定义的 Allocator 1024 19.3 以程序库开发者的角度使用 Allocator 1026 参考书目 1031 新闻组及论坛（ Newsgroup and Forum ） 1031 书籍和网站 1032 索引 1037

1、C++标准库（第2版）是作者Nicolai M. Josuttis创作的原创作品，下载链接均为网友上传的网盘链接！

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