C++boost库总结.doc

1、第 1 章 Boost 程序库总论1. 使用 Boost ，将大大增强 C+ 的功能和表现力第 2 章时间与日期1.timer 提供毫秒级 的计时精度，内部是通过 std:clock取时间的2.progress_timer自动打印某生命周期的执行时间3. 原则上程序库的代码是不应该被用户修改的4. progress_display可以在 控制台 上显示程序的执行进度5.date_time库能很好的表示日期时间概念，并能和 C 的时间结构tm进行友好互转6. date 类提供年月日和星期几的概念。 data 可通过 from_string或from_undelimited_string从字符串解

2、析而来，可通过to_simple_string 、to_iso_string、to_extended_iso_string转换为字符串。（精度到天的DateTime）7. day_clock 是精度到天的时钟8.date_duration表示的是天精度的时间间隔概念，别名为days ，另外还有years 、months、 weeks9. date_period 表示两个 date 之间的日期区间（精度到天的TimeSpan ）10. date_iterator、week_iterator、month_iterator和 year_iterator是时间的迭代器11. boost: greori

3、an:gregorian_calendar中有实用静态方法：is_leap_year、end_of_month_day12. time_duration表示微妙或纳秒级的时间概念， 几个实用子类： hours 、minutes 、seconds 、 millisec/milliseconds、microsec/microseconds、nanosec/nannoseconds13. duration_from_string可以从字符串解析time_duration14. ptime用来表示时间点，相当于date和 time_duration的组合。可以用time_from_string或 fr

4、om_iso_string解析。（ TimeSpan）ptime now1 = second_clock:local_time(); /得到本地当前秒精度时间ptime now2 = microsec_clock:universal_time(); /得到本地当前微秒精度时间15. time_period表示两个 ptime 之间的时间区间。（ DateTime ）16. 时间迭代器没有日期迭代器那么多，只有time_iterator一个17. （boost 时间日期库乱、破碎、过度设计）第3 章内存管理1. scoped_ptr 类似 auto_ptr ，但其一旦获得对象的管理权，你就无法再

5、从它那里取回来。该智能指针只希望在本作用域里使用， 不希望被转让。 auto_ptr 有意设计成所有权的自动转让， scoped_ptr 有意设计成所有权的无法转让。 scoped_ptr 和 auto_ptr 均不能作为容器元素。2. scoped_array 包装的是 new 产生的指针，并调用的是 delete 。往往是用来和C 代码保持兼容，一般不推荐使用3.无论是编译器还是程序员都很难区分出new和 new分配的空间，错误的运用delete将导致资源异常4. 在 C+ 历史上曾经出现过无数的引用计数型智能指针实现，但没有一个比得上boost:shared_ptr，在过去、现在和将来，

6、它都是最好的5.shared_ptr支持的转型有：static_pointer_cast、 const_pointer_cast、dynamic_pointer_cast，返回的结果是shared_ptr，并能保证这些指针的引用计数正确6.用 shared_ptr可以消除代码中显示的delete ，用 make_shared、allocate_shared可以消除代码中显示的new7. 桥接模式 (bridge) 是一种结构型设计模式， 它把类的具体实现细节对用户隐藏起来，以达到类之间的最小耦合关系。在具体编程实践中桥接模式也被称为pimpl或者handle/body惯用法，它可以将头文件的依

7、赖关系降到最小，减少编译时间，而且可以不使用虚函数实现多态8.get_deleter(shared_ptr const& p)可以获得删除器。shared_ptr的删除器在处理某些特殊资源时非常有用，它使得用户可以定制、扩展 shared_ptr的行为，使其不仅仅能够管理内存资源，而是称为一个“万能 ”的资源管理工具9.对应 shared_ptr，也有一个shared_array，scoped_array和 shared_array均不对 operator做下标检测10. weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的，更像是shared_ptr的一个助手而不是智能指针，其没有重载ope

8、rator*和- ，不具有普通指针的行为。它最大的作用在于协助shared_ptr工作，像旁观者那样观测资源的使用情况11. weak_ptr被设计为与shared_ptr共同工作，可以从一个shared_ptr或者另一个 weak_ptr对象构造，获得资源的观测权 。但 weak_ptr没有共享资源，它的构造不会引起指针引用计数的增加。同样，在weak_ptr析构时也不会导致引用计数的减少，它只是一个静静的观察者12. 获得 this 指针的 shared_ptr，使对象自己能够产生shared_ptr管理自己： classT : public enable_shared_from_this

9、, then shared_ptrshared_from_this().13. intrusive_ptr是一个侵入式的引用计数型指针。当对内存占用的要求非常严格，或现存代码已经有了引用计数机制时可以考虑。一般情况不推荐使用。14. pool 为固定块大小 的类似 malloc 的原生内存分配器，支持数组式分配，一般情况下不必对分配的内存调用 free() 。只分配原生内存，不调用构造函数，回收不调用析构函数，最好不要用于对象。15. singleton_pool 和 pool 接口完全一致，但为单件线程安全，同样要求编译期指定要分配的原生内存块大小16. object_pool 为特定类型的

10、对象池，不支持数组式分配，支持对象分配和对象原生内存分配17. pool_alloc和 fast_pool_allocator是 boost提供的两个STL 分配器。除非有特别需求，我们应该总使用 STL 实现自带的内存分配器。 使用定制的分配器需要经过仔细的测试，以保证它与容器可以共同工作。18. 内存管理是 C+ 程序开发中永恒的话题，因为没有 GC ，小心谨慎的管理内存等系统资源是每一个 C+ 程序员都必须面对的问题第4章实用工具1. private 继承自 noncopyable 可以编译时禁止对象拷贝语法2.C+ 静态强类型的优点有时候反而是阻碍程序员生产力的“缺陷 ”3.typeo

11、f库使用宏模拟了C+0X中的 typedef和 auto关键字，可以减轻书写繁琐的变量类型声明工作，简化代码。对于用户自定义类型需要手工用宏注册。（语法并没那么好看，不准备使用）4. optional 使用 “容器 ”语义，包装了 “可能产生无效值 ”的对象，实现了 “未初始化”的概念（ Nullable ）5.optional make_optional(bool condition, T const& v)用来简单构建optional 对象，但不能处理 optional的情况。 ( 此乃鸡肋 )6.optional str(in_place(string就地创建 ) ，而不需拷贝临时对象，

12、避免大对象的拷贝开销7. 用于初始化的 assign 库（仅限于 STL 标准容器，通过重载 “ +=”和“ , 运”算符实现） ：#include using namespace boost; vector v; v += 1,2,3,4,5,6*6; set s; s += cpp, java;map m; m += make_pair(1, one), make_pair(2, 2);8. assign 还支持 insert() 、 push_front() 、 push_back() （通过重载 “ () 实”现）： vector v; push_back(v)(1)(2)(3)(4)

13、(5);list l; push_front(l)(cpp)(java); set s; insert(s)(3.14)(0.618)(1.732); map m; insert(m)(1, one)(2, two);9. assign 也可以将 “ () 和”“ , 混”用： vector v;push_back(v), 1, 2, 3, 4, 5;push_back(v)(6), 7, 64 / 8, (9), 10;deque d;push_front(d)() = cpp, java;10. assign list_of()函数：vector v = list_of(1)(2)(3);

14、deque d = (list_of(cpp)(java);set s = (list_of(10), 20, 30, 40);map m = list_of(make_pair(1, one) (make_pair(2, two)如果需要将括号与逗号混合使用，则要求最外侧加一个括号，否则编译器无法推导11. assign map_list_of/pair_list_of函数：map m1 = map_list_of(1, 2)(3, 4)(5, 6)map m2 = map_list_of(1, one)(2, two)12. assign tuple_list_of用户初始化元素类型为tu

15、ple的容器13. assign repeat()可以重复生成值，repeat_fun()可以重复无参函数或仿函数，range()则可以从序列中取出部分或全部：vector v = list_of(1).repeat(3, 2)(3)(4)(5); / v = 1,2,2,2,3,4,5multiset ms; insert(ms).repeat_fun(5, &ran).repeat(2, 1), 10; /ms = x,x,x,x,x,1,1,10deque d; push_front(d).range(v.begin(), v.begin() + 5); /d=3,2,2,2,114.

16、assign 支持 8 个 STL 标准容器（ vector 、string 、 deque 、list 、set 、multiset、map 、 multimap），对容器适配器（stack 、 queue 、 priority_queue）则需要通过 to_adapter()：stack stk = (list_of(1), 2, 3).to_adapter();queue q = (list_of(cpp)(java).repeat(2, C#).to_adapter();priority_queue pq = (list_of(1.414), 1.732).to_adapter();1

17、5. assign 也支持部分不在STL 中的非标准容器slist 、 hash_map、 hash_set ，因为其符合标准容器定义，同时也支持大部分boost容器： array、 circular_buffer、unordered等16. assign list_of()嵌套：vectorvector v = list_of(list_of(1)(2) list_of(list_of(3)(4);v += list_of(5)(6), list_of(7)(8);17. assign ref_list_of()、cref_list_of()、 ptr_push_back()、 ptr_li

18、st_of()还支持以引用或指针来构造初始化：int a = 1, b = 2, c = 3;vector v = ref_list_of(a)(b)(c);18. boost:swap 是对 std:swap 的增强，并且扩充了对数组的支持： int a110; std:fill_n(a1, 10, 5);int a210; std:file_n(a2, 10, 20);boost:swap(a1, a2);19. 单件 boost:details:pool:singleton_default在 main之前进行构造， 支持继承或非继承形式（最恨main之前的事情了）20. 单件 boost

19、:serialization:singleton在 main之前进行构造， 支持继承或非继承形式。继承方式更彻底一些，非继承方式不影响原有代码21. boost:tribool三态 bool ， indeterminate(tribool)可判断一个三态bool是否处于不确定状态22. 选择 optional 还是 tribool ：如果返回值可能是无效的，那么就是 optional ，如果返回值总是确定的， 但可能无法确定其意义， 那么就用 tribool（最多自己随手定义个 enum 状态，为了这点需求需要记住这一堆名称和细节！）23. using namespace std:rel_op

20、s;则一旦为类定义了operator=和 、 = 的功能。 boost operators库提供了对该功能的增强，使用时只需继承自这些类并提供指定的operator重载即可获得附送的重载：1. equality_comparable：要求提供 = ，可自动实现 != ，相等语义2. less_than_comparable：要求提供 、 =3. addable ：要求提供 += ，可自动实现 +4. subtractable ：要求提供 -= ，可自动实现 -5. incrementable：要求提供前置 + ，可自动实现后置 +6. decrementable：要求提供前置 - ，可自动实现

21、后置 -7. equivalent ：要求提供 ，可自动实现 = ，等价语义8. totally_ordered ：全序概念，组合了 equality_comparable 和 less_than_comparable9. additive ：可加减概念，组合了 addable 和 subtractable10. multiplicative：可乘除概念，组合了multipliable和 diviable11. arithmetic：算术运算概念，组合了additive和 multiplicative12. unit_stoppable：可步进概念， 组合了 incrementable和 de

22、crementable13. public dereferenceable：解引用操作符，要求提供operator*，可自动实现operator-。 P 为 operator-返回类型，一般为 T*14. public indexable：下标操作符， I 为下标类型，要求能够与类型 T 做加法操作，通常为int ； R 是 operator的返回值类型，通常是一个类型的引用。要求提供operator+(T, I)，将自动实现operator1.如果只关心类的等价语义，那么就用equivalent，如果想要精确的比较两个对象的值，就是用equality_comprable。相等 equival

23、ent基于 = 实现，而equality_comprable基于 的 !(xy)实现。2. 应该总对异常类是用虚继承3. struct my_exception :virtual std:exception,/兼容 C+ 标准异常virtual boost:exception;typedef boost:error_info err_no;typedef boost:error_info err_str;#include try throw my_exception() err_no(10); catch(my_exception& e)cout *get_error_info(e) endl

24、;cout e.what() endl;e err_str(向异常追加信息，还可再次抛出);cout *get_error_info(e) endl;4. 从 exception 派生的异常定义非常简单，没有实现代码，可以很容易建立起一个适合自己程序的、 惊喜完整的异常类体系。 只要都是用虚继承， 类体系可以任意复杂。5. boost 库预定义的异常类型：typedef error_info errinfo_api_function;typedef error_info errinfo_at_line; typedef error_infostruct errinfo_file_handle_

25、, weak_ptr errinfo_file_handle;typedef error_info errinfo_file_name;typedef error_info errinfo_file_open_mode;typedef error_info error_info_type_info_name;typedef error_info throw_function;typedef error_info throw_file;typedef error_info throw_line;6.enable_error_info(T& e)，可以将已将存在的任意类型包装为boost异常类型7

26、.throw_exception(任意异常类型 )，可以自动将任意异常类型包装为boost异常，还能保证线程安全8. diagnostic_information(e)可以得到任意 boost 异常的字符串内容描述； 在 catch块中调用 current_exception_diagnostic_information()，则不用传参数e。（何必呢，为少写一两个字母反而要记住一个更长的名字）9. catch 块内的异常转型用 current_exception_cast()10. catch块内调current_exception()得到当前异常指针的exception_ptr是线程安全的，

27、rethrow_exception可以重新抛出异常11. UUID, Universally Unique Identifier, 128bit(16 Byte)，不需要中央认证机构就可以创建全球唯一的标识符。别名GUID12. 不是所有的警告都可以忽略的，有的警告预示着可能潜在的错误13. BOOST_BINARY(111 00 1)，可以实现编译器的二进制定义，但不能超过8bit第 5 章字符串与文本处理1.lexical_cast(X)，可以实现字符串和数值类型之间的转换，但不支持高级格式控制。转换失败将抛出bad_lexical_cast异常。 lexical_cast底层用 C+ 流

28、实现，要求目标类型支持operator、无参构造函数和拷贝构造函数2. cout format(%s:%d+%d=%dn) %sum %1 %2 %(1+2); /sum:1+2=3format fmt(%1% + %2% ) *%2% = %3%n);fmt %2 %5;fmt %(2+5)*5);cout fmt.str() ; / (2 + 5) * 5 = 353.format在提供的参数过多或过少的情况下operator或 str() 都会抛出异常4. format 完全支持 printf 的格式化选项方式，同时还增加了新的方式：1. %|spec|% ：与 printf 格式选项功

29、能相同，但两边增加了竖线分隔，可以更好的区分格式化选项有普通字符2. %N%：标记第 N 个参数，相当于占位符，不带任何其他的格式化选项1.format因为做了很多安全检查工作，会比printf 慢至少 2-5倍2.format相关的高级功能：1.basic_format&bind_arg (int argN, const T& val)把格式化字符串第argN 位置的输入参数固定为val ，即使调用 clear() 也保持不变，除非调用clear_bind() 或 clear_binds()2.basic_format&clear_bind(int argN)取消格式化字符串第 argN 位

30、置的参数绑定3.basic_format&clear_binds()4.basic_format& modify_item(int itemN, T manipulator)设置格式化字符串第 itemN位置的格式化选项，manipulator是一个boost:io:group()返回的对象5.boost:io:group(T1 a1, ., Var const& var)是一个最多支持 10 个参数的模板函数，可以设置IO 流操纵器以指定格式或输入参数值1. string_algo 库包括：1. to_upper, to_lower, starts_with, ends_with, cont

31、ains, equals,lexicographical_compare2.all( 检测字符串中的所有元素是否满足给定的判断式)3. 仿函数 is_equal, is_less, is_not_greater4.is_space, is_alnum, is_alpha, is_cntrl, is_digit(十进制数字 ), is_graph,is_lower, is_print, is_punct(是否是标点符号 ), is_upper, is_xdigit(字符是否为十六进制数字 ), is_any_of(字符是否是参数字符序列中的任意数字),if_from_range( 字符是否位于指

32、定的区间c1,c2内 )5.trim_left、 trim_right、trim6.find_first、 find_last、 find_nth、 find_head 、 find_tail7.replace/erase_first、 replace/erase_last、 replace/erase_nth、replace/erase_all 、 replace/erase_head、 replace/erase_tail8.find_all、 split 、 find_iterator、 split_iterator、 join1.tokenizer类似 string_algo:spli

33、t，为更专业的token划分工具。 tokenizer库提供预定义好的四个分词对象：1.char_delimiter_separator：使用标点符号分词，是默认的分词函数对象。已被声明废弃2.char_separator：支持一个字符集合作为分隔符，默认行为与char_delimiter_separator类似3.escaped_list_separator：用于 CSV 格式的分词4.offset_separator：使用偏移量来分词2. xpressive ，类似 boost.regex 的正则表达式解析器，同时还是一个类似于boost.spirit的语法分析器，并且将这两种完全不相交的

34、文本处理方式完美的融合在了一起3.xpressive使用 regex_token_iterator提供了强大的分词迭代器第 6 章正确性测试1.测试对于软件开发是非常重要的，程序员 尤其是 C+ 程序员更应该认识到这一点2. BOOST_ASSERT 宏类似于 assert 宏，提供运行时断言，但功能有所增强。可以通过 BOOST_DISABLE_ASSERTS来关闭。当定义BOOST_ENABLE_ASSERT_HANDLER后，断言触发时将会调用boost:assertion_failed回调3.BOOST_VERIFY类似 BOOST_ASSERT，但断言表达式一定会被求值，Releas

35、e下仍然会失效（放弃BOOST_VERIFY）4.BOOST_STATIC_ASSERT，编译时断言。可以出现在程序的任何位置，而不一定只在函数域内5. 测试用例是一个包含多个测试断言的函数，它是可以被独立执行测试的最小单元，各个测试用例之间是无关的，发生的错误不会影响到其他测试用例第 7 章 容器与数据结构1. array 是的 C 原生数组的 STL 接口包装2.std:vector是 vector对 bool 的特化，内部保存的实际为bit ，支持动态长度。 std:bitset大小固定，但支持更多的位运算3.boost.dynamic_bitset类似 std:vector可以动态长度

36、， 同时提供了丰富的位运算。 dynamic_bitset还支持集合相关操作4.哈希容器： boost:unordered_map、 boost:unordered_set、boost:unordered_multimap、boost:unordered_multiset5. boost:bimap ，双向映射容器，提供 left 、 right 两个试图。支持的集合类型有：set_of 、 multiset_of、unordered_set_of、 unordered_multiset_of、 list_of 、vector_of、 unconstrained_set_of6. bimap

37、的左右视图还可以通过标签访问：bimaptagged, tagged bm;bm.by().insert(make_pair(1, C+); /相当于使用左视图bm.by().insert(make_pair(java, 2); /相当于使用右视图7.circular_buffer为大小固定的循环缓冲区，circular_buffer_space_optimized类似 circular_buffer但只在确实需要时才分配内存，并且当容器内元素减少时自动释放内存8.tuple是固定数目非同质元素容器。tuple是 std:pair的泛化， 可以从函数返回任意数量的值，也可以代替struct组合

38、数据9.和 std:make_pair对应，也有个make_tuple用来简化 tuple的创建10. tie() 可以生成一个元素类型全是引用的tuple ，相当于make_tuple(ref(a),ref(b), .)，可以用于左值，通常用来接收返回tuple或 pair函数的返回值，可以看成是对tuple的解包11. element:type可以给出T 中第 N 个元素的类型， length:value可以给出 T 的元素数量12. any 能够容纳任意类型，可以用any_cast(a)类型安全的取出any中的值（让人联想到 Ogre:Any）13. any 可以持有原始指针，但这样的用

39、法很不安全，会导致内存泄露。应该使用智能指针包装原始指针，这样在any析构时智能指针会自动的调用delete ，从而安全的释放资源14. 如果希望一种数据结构具有 tuple 那样的容纳任意类型的能力，又可以在运行时动态变化大小，那么就可以用 any 作为元素类型搭配容器15. variant是对 C/C+ 中 union概念的增强和扩展。varinat是有界类型，元素类型范围由用户指定，any是无界类型，可以容纳任意类型16. multi_array，相当于 int maXYZ的多维数组。 multi_array没有异常机制来处理错误，保证数组范围不越界是库用户自己的责任17. proper

40、ty_tree是一个保存了多个属性值的树形数据结构，可以用类似路径的简单方式访问任意节点的树形，而且每个节点都可以用类似STL 的风格遍历子节点。property_tree特别适合于应用程序的配置数据处理，可以解析xml 、 ini 、json和 info四种格式的文本数据，使用它能减轻自己开发配置管理的工作。第8章算法1.boost foreach库提供 BOOST_FOREACH和 BOOST_REVERSE_FOREACH来实现对容器的正向和反向遍历2. minmax(a, b) 可在一次处理中同时获得最大最小值，执行效率上有很大提高（有提前优化的感觉了）3. minmax_elemen

41、t算法族可以得到迭代器区间内的最大最小值第 9 章数学与数字1. 从纯数学的角度看，程序也不过是一个非常大的整数而已2.integer_traits : public std:numeric_limits，提供各种整数类型的编译期最大最小值3. 基于 C99 标准中的 ，定义了各种标准的整数4. 与 功能类似，用模板类而不是typedef提供各种整数类型定义5.boost.rational表示有理数（分数），rational_cast可以将有理数转换为普通数字6. 最大公约数 gcd() ；最小公倍数 lcm()7.crc_optimal以字节为单位的快速CRC 计算，实际常用的是crc_32

42、_type的预定义算法8. boost random库提供了 26 个伪随机数发生器9. random 库提供的随机数分布器：1. uniform_smallint：在小整数域内的均匀分布2. uniform_int ：在整数域上的均匀分布3. uniform_01 ：在区间 0,1 上的实数连续均匀分布4.uniform_real ：在区间 min,max上的实数连续均匀分布5.bernoulli_distribution：伯努利分布6.binomial_distribution：二项分布7.cauchy_distribution：柯西（洛伦兹）分布8.gamma_distribution：

43、伽马分布9.poisson_distribution：泊松分布10. geometric_distribution：几何分布11. triangle_distribution：三角分布12. exponential_distribution：指数分布13. normal_distribution：正态分布14. lognormal_distribution：对数正态分布15. uniform_on_sphere：球面均匀分布1.variate_generator变量发生器，用于组合随机数发生器和分布器2. 真随机数无法用纯软件产生，因为计算机本身是个确定的有限状态自动机第 10 章 操作系统相

44、关1. io_state_savers 库可以简化恢复流状态的工作， 它能够保存流的当前状态， 自动恢复流的状态或者由程序员控制恢复的时机1. 基本的标准属性保存器： ios_flags_saver 、 ios_width_saver2. 增强的标准属性保存器： ios_iostate_saver 、 ios_rdbuf_saver3. 自定义的属性保存器： ios_iword_saver 、 ios_pword_saver4. 组合的属性保存器： ios_all_saver1. system 库使用轻量级的对象封装了操作系统底层的错误代码和错误信息，使调用操作系统功能的程序可以被很容易的移植到其他操作系统file