C++标准库（第2版）

2023-06-09 18:50:12 来源：哔哩哔哩

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本书是全球 C++ 经典权威参考书籍时隔 12 年，基于 C++11 标准的全新重大升级。标准库提供了一组公共类和接口，极大地拓展了 C++ 语言核心功能。《C++ 标准库（第2版）》详细讲解了每一标准库组件，包括其设计目的和方法、复杂概念的剖析、实用而高效的编程细节、存在的陷阱、重要的类和函数，又辅以大量用 C++11 标准实现的实用代码范例。除覆盖全新组件、特性外，本书一如前版，重点着眼于标准模板库（STL），涉及容器、迭代器、函数对象以及 STL 算法。此外，本书同样关注 lambda 表达式、基于区间的for循环、move语义及可变参数模板等标准库中的新式 C++ 编程风格及其影响。

作者简介

尼古拉?约祖蒂斯，独立技术顾问，曾为电信、交通、金融和制造业设计过大中型软件系统。他还是C++标准委员会工作组早期成员，并因撰写的权威C++图书而享有盛名。除1999年出版的本书第1版（享誉全球的C++畅销图书）外，他还是《C++ Templates: The Complete Guide》和《SOA实践指南：分布式系统设计的艺术》的作者。侯捷，海峡两岸著名的电脑技术自由作家，对于技术的钻研和发表，有独特的品性与坚持。作品涵盖著、译、评三方面，散见于各种刊特、媒体、网站论坛，深受读者喜爱和尊敬。

目录

目录第 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 xxvi1 关于本书 11．1 缘起 11．2 阅读前的必要基础 21．3 本书风格与结构 21．4 如何阅读本书 41．5 目前发展情势 51．6 范例代码及额外信息 51．7 反馈 52 C++ 及标准库简介 72．1 C++ Standard 的历史 72．1．1 C++11 Standard 常见疑问 82．1．2 C++98 和 C++11 的兼容性 92．2 复杂度与 Big-O 标记 103 语言新特性 133．1 C++11 语言新特性 133．1．1 微小但重要的语法提升 133．1．2 以 auto 完成类型自动推导 143．1．3 一致性初始化（Uniform Initialization）与初值列（Initializer List） 153．1．4 Range-Based for 循环 173．1．5 Move 语义和 Rvalue Reference 193．1．6 新式的字符串字面常量（String Literal） 233．1．7 关键字 noexcept 243．1．8 关键字 constexpr 263．1．9 崭新的 Template 特性 263．1．10 Lambda 283．1．11 关键字 decltype 323．1．12 新的函数声明语法（New Function Declaration Syntax） 323．1．13 带领域的（Scoped） Enumeration 323．1．14 新的基础类型（New Fundamental Data Type） 333．2 虽旧犹新的语言特性 333．2．1 基础类型的明确初始化（Explicit Initialization for Fundamental Type） 373．2．2 main()定义式 374 一般概念 394．1 命名空间（Namespace）std 394．2 头文件（Header File） 404．3 差错和异常（Error and Exception）的处理 414．3．1 标准的 Exception Class（异常类） 414．3．2 异常类（Exception Class）的成员 444．3．3 以 Class exception_ptr 传递异常 524．3．4 抛出标准异常 534．3．5 自标准异常类派生 544．4 Callable Object（可被调用的对象） 544．5 并发与多线程 554．6 分配器（Allocator） 575 通用工具 595．1 Pair 和 Tuple 605．1．1 Pair 605．1．2 Tuple（不定数的值组） 685．1．3 Tuple 的输入/输出 745．1．4 tuple 和 pair 转换 755．2 Smart Pointer（智能指针） 765．2．1 Class shared_ptr 765．2．2 Class weak_ptr 845．2．3 误用 Shared Pointer 895．2．4 细究 Shared Pointer 和 Weak Pointer 925．2．5 Class unique_ptr 985．2．6 细究 Class unique_ptr 1105．2．7 Class auto_ptr 1135．2．8 Smart Pointer 结语 1145．3 数值的极值（Numeric Limit） 1155．4 Type Trait 和 Type Utility 1225．4．1 Type Trait 的目的 1225．4．2 细究 Type Trait 1255．4．3 Reference Wrapper（外覆器） 1325．4．4 Function Type Wrapper（外覆器） 1335．5 辅助函数 1345．5．1 挑选最小值和最大值 1345．5．2 两值互换（Swapping） 1365．5．3 增补的“比较操作符”（Comparison Operator） 1385．6 Class ratio＜＞ 的编译期分数运算 1405．7 Clock 和 Timer 1435．7．1 Chrono 程序库概观 1435．7．2 Duration（时间段） 1445．7．3 Clock（时钟）和 Timepoint（时间点） 1495．7．4 C 和 POSIX 提供的 Date/Time 函数 1575．7．5 以计时器停滞线程（Blocking with Timer） 1605．8 头文件 ＜cstddef＞、＜cstdlib＞ 和 ＜cstring＞ 1615．8．1 ＜cstddef＞ 内的各项定义 1615．8．2 ＜cstdlib＞ 内的各种定义 1625．8．3 ＜cstring＞ 中的定义式 1636 标准模板库 1656．1 STL 组件（Component） 1656．2 容器（Container） 1676．2．1 序列式容器（Sequence Container） 1696．2．2 关联式容器（Associative Container） 1776．2．3 无序容器（Unordered Container） 1806．2．4 关联式数组（Associative Array） 1856．2．5 其他容器 1876．2．6 容器适配器（Container Adapter） 1886．3 迭代器（Iterator） 1886．3．1 关联式（ Associative ）及无序 （ Unordered ）容器的更多实例 1936．3．2 迭代器种类（Iterator Category） 1986．4 算法（Algorithm） 1996．4．1 区间（Range） 2036．4．2 处理多重区间（Multiple Ranges） 2076．5 迭代器之适配器（Iterator Adapter） 2106．5．1 Insert Iterator（安插型迭代器） 2106．5．2 Stream Iterator（串流迭代器） 2126．5．3 Reverse Iterator（反向迭代器） 2146．5．4 Move Iterator（搬移迭代器） 2166．6 用户自定义的泛型函数（User-Defined Generic Function） 2166．7 更易型算法（Manipulating Algorithm） 2176．7．1 移除（Removing）元素 2186．7．2 更易 Associative（关联式）和 Unordered（无序）容器 2216．7．3 算法 vs． 成员函数 2236．8 以函数作为算法的实参 2246．8．1 以函数作为算法实参的实例示范 2246．8．2 判断式（Predicate） 2266．9 使用 Lambda 2296．10 函数对象（Function Object） 2336．10．1 定义一个函数对象 2336．10．2 预定义的函数对象 2396．10．3 Binder 2416．10．4 函数对象 vs． Lambda 2436．11 容器内的元素 2446．11．1 容器元素的必要条件 2446．11．2 Value 语义 vs． Reference 语义 2456．12 STL 内部的错误和异常 2456．12．1 错误处理（Error Handling） 2466．12．2 异常处理（Exception Handling） 2486．13 扩展 STL 2506．13．1 整合更多 Type 2506．13．2 派生自 STL Type 2517 STL 容器 2537．1 容器的共通能力和共通操作 2547．1．1 容器的共通能力 2547．1．2 容器的共通操作 2547．1．3 容器提供的类型 2607．2 Array 2617．2．1 Array 的能力 2617．2．2 Array 的操作 2637．2．3 把array当成 C-Style Array 2677．2．4 异常处理（ Exception Handling ） 2687．2．5 Tuple 接口 2687．2．6 Array 运用实例 2687．3 Vector 2707．3．1 Vector 的能力 2707．3．2 Vector 的操作 2737．3．3 将 Vector 当作 C-Style Array 使用 2787．3．4 异常处理（ Exception Handling ） 2787．3．5 Vector 使用实例 2797．3．6 Class vector＜bool＞ 2817．4 Deque 2837．4．1 Deque 的能力 2847．4．2 Deque 的操作函数 2847．4．3 Exception Handling 2887．4．4 Deque 运用实例 2887．5 List 2907．5．1 List 的能力 2907．5．2 List 的操作 2917．5．3 异常处理（ Exception Handling ） 2967．5．4 List 运用实例 2987．6 Forward List 3007．6．1 Forward List 的能力 3007．6．2 Forward List 的操作 3027．6．3 异常处理（ Exception Handling ） 3117．6．4 Forward List 运用实例 3127．7 Set 和 Multiset 3147．7．1 Set 和 Multiset 的能力 3157．7．2 Set and Multiset 的操作函数 3167．7．3 异常处理（ Exception Handling ） 3257．7．4 Set 和 Multiset 运用实例 3257．7．5 运行期指定排序准则 3287．8 Map 和 Multimap 3317．8．1 Map 和 Multimap 的能力 3327．8．2 Map 和 Multimap 的操作函数 3337．8．3 将 Map 视为关联式数组（ Associative Array ） 3437．8．4 异常处理（ Exception Handling ） 3457．8．5 Map 和 Multimap 运用实例 3457．8．6 综合实例：运用 Map、 String 并于运行期指定排序准则 3517．9 无序容器（ Unordered Container ） 3557．9．1 Unordered 容器的能力 3577．9．2 创建和控制 Unordered 容器 3597．9．3 Unordered 容器的其他操作 3677．9．4 Bucket 接口 3747．9．5 使用 Unordered Map 作为 Associative Array 3747．9．6 异常处理（ Exception Handling ） 3757．9．7 Unordered 容器的运用实例 3757．10 其他 STL 容器 3857．10．1 String 作为一种 STL 容器 3857．10．2 C-Style Array 作为一种 STL 容器 3867．11 实现 Reference 语义 3887．12 各种容器的使用时机 3928 细探 STL 容器成员 3978．1 容器内的类型 3978．2 创建、复制和销毁（ Create， Copy， and Destroy ） 4008．3 非更易型操作（ Nonmodifying Operation ） 4038．3．1 大小相关操作（ Size Operation ） 4038．3．2 元素比较（ Comparison Operation ） 4048．3．3 Associative 和 Unordered 容器特有的非更易型操作 4048．4 赋值（ Assignment ） 4068．5 元素直接访问（ Direct Element Access ） 4088．6 “产出迭代器”之各项操作 4108．7 安插和移除（ Inserting and Removing ）元素 4118．7．1 安插单一元素（ Inserting Single Element ） 4118．7．2 安插多重元素（ Inserting Multiple Elements ） 4168．7．3 移除元素（ Removing Element ） 4178．7．4 重设大小（ Resizing ） 4208．8 List 和 Forward List 的特殊成员函数 4208．8．1 特殊成员函数（针对 List 和 Forward List ） 4208．8．2 特殊成员函数（只针对 Forward List ） 4238．9 容器的策略接口（ Policy Interface ） 4278．9．1 非更易型策略函数（ Nonmodifying Policy Function ） 4278．9．2 更易型策略函数（ Modifying Policy Function ） 4288．9．3 Unordered 容器的 Bucket 相关接口 4298．10 对分配器（ Allocator ）的支持 4308．10．1 基本的分配器成员（ Fundamental Allocator Member ） 4308．10．2 带有“可选之分配器参数”的构造函数 4309 STL 迭代器 4339．1 迭代器头文件（ Header Files for Iterators ） 4339．2 迭代器种类（ Iterator Category ） 4339．2．1 Output 迭代器 4339．2．2 Input 迭代器 4359．2．3 Forward（前向）迭代器 4369．2．4 Bidirectional（双向）迭代器 4379．2．5 Random-Access（随机访问）迭代器 4389．2．6 Vector 迭代器的递增（ Increment ）和递减（ Decrement ） 4409．3 迭代器相关辅助函数 4419．3．1 advance() 4419．3．2 next()和prev() 4439．3．3 distance() 4459．3．4 iter_swap() 4469．4 迭代器适配器（ Iterator Adapter ） 4489．4．1 Reverse（反向）迭代器 4489．4．2 Insert（安插型）迭代器 4549．4．3 Stream（串流）迭代器 4609．4．4 Move（搬移）迭代器 4669．5 Iterator Trait（迭代器特性） 4669．5．1 为迭代器编写泛型函数（ Generic Function ） 4689．6 用户自定义（ User-Defined ）迭代器 47110 STL 函数对象及 Lambda 47510．1 Function Object（函数对象）的概念 47510．1．1 以 Function Object 为排序准则（ Sorting Criterion ） 47610．1．2 Function Object 拥有内部状态（ Internal State ） 47810．1．3 for_each()的返回值 48210．1．4 Predicate（判断式） vs． Function Object（函数对象） 48310．2 预定义的 Function Object 和 Binder 48610．2．1 预定义的 Function Object 48610．2．2 Function Adapter 和 Binder 48710．2．3 以 Function Adapter 搭配用户自定义的 Function Object 49510．2．4 过时的（ Deprecated ） Function Adapter 49710．3 运用 Lambda 49910．3．1 Lambda vs． Binder 49910．3．2 Lambda vs． 带有状态的（ Stateful ） Function Object 50010．3．3 Lambda 调用全局函数和成员函数 50210．3．4 Lambda 作为 Hash 函数、排序准则或相等准则 50411 STL 算法 50511．1 算法头文件（Header File） 50511．2 算法概观 50511．2．1 扼要介绍 50611．2．2 算法分门别类 50611．3 辅助函数 51711．4 for_each() 算法 51911．5 非更易型算法（Nonmodifying Algorithm） 52411．5．1 元素计数 52411．5．2 最小值和最大值 52511．5．3 查找元素（Searching Element） 52811．5．4 区间的比较 54211．5．5 Predicate 用以检验区间 55011．6 更易型算法（Modifying Algorithm） 55711．6．1 复制元素（Copying Element） 55711．6．2 搬移元素（Moving Element） 56111．6．3 转换和结合元素（Transforming and Combining Element） 56311．6．4 互换元素（Swapping Elements） 56611．6．5 赋值（Assigning New Value） 56811．6．6 替换元素（Replacing Element） 57111．7 移除型算法（Removing Algorithm） 57511．7．1 移除某些元素 57511．7．2 移除重复元素 57811．8 变序型算法（Mutating Algorithm） 58311．8．1 反转元素次序（Reversing the Order of Elements） 58311．8．2 旋转元素（Rotating Elements） 58411．8．3 排列元素（Permuting Elements） 58711．8．4 对元素重新洗牌（Shuffling Elements） 58911．8．5 将元素向前搬（Moving Elements to the Front） 59211．8．6 划分为两个子区间（Partition into Two Subranges） 59411．9 排序算法（Sorting Algorithm） 59611．9．1 对所有元素排序 59611．9．2 局部排序（Partial Sorting） 59911．9．3 根据第 {\itshape n} 个元素排序 60211．9．4 Heap 算法 60411．10 已序区间算法（Sorted-Range Algorithm） 60811．10．1 查找元素（Searching Element） 60811．10．2 合并元素（Merging Elements） 61411．11 数值算法（Numeric Algorithm） 62311．11．1 运算后产生结果 62311．11．2 相对数列和绝对数列之间的转换 62712 特殊容器 63112．1 Stack（堆栈） 63212．1．1 核心接口 63312．1．2 Stack 运用实例 63312．1．3 一个用户自定义的 Stack Class 63512．1．4 细究 Class stack＜＞ 63712．2 Queue（队列） 63812．2．1 核心接口 63912．2．2 Queue 运用实例 64012．2．3 一个用户自定义的 Queue Class 64112．2．4 细究 Class queue＜＞ 64112．3 Priority Queue（带优先级的队列） 64112．3．1 核心接口 64312．3．2 Priority Queue 运用实例 64312．3．3 细究 Class priority_queue＜＞ 64412．4 细究 Container Adapter 64512．4．1 类型定义 64512．4．2 构造函数（Constructor） 64612．4．3 Priority Queue 额外提供的构造函数 64612．4．4 各项操作（Operation） 64712．5 Bitset 65012．5．1 Bitset 运用实例 65112．5．2 细究 Class bitset 65313 字符串 65513．1 String Class 的目的 65613．1．1 例一：提炼临时文件名 65613．1．2 例二：提炼单词并反向打印 66013．2 String Class 细节描述 66313．2．1 String 的各种相关类型 66313．2．2 操作函数概览 66613．2．3 构造函数和析构函数（Constructor and Destructor） 66713．2．4 String 和 C-String 66813．2．5 大小和容量（Size and Capacity） 66913．2．6 元素访问（Element Access） 67113．2．7 比较（Comparison） 67213．2．8 更改内容（Modifier） 67313．2．9 子字符串（Substring）及字符串接合（String Concatenation） 67613．2．10 I/O 操作符 67713．2．11 搜索和查找（Searching and Finding） 67813．2．12 npos 的意义 68013．2．13 数值转换（Numeric Conversion） 68113．2．14 String 对迭代器的支持 68413．2．15 国际化（Internationalization） 68913．2．16 效率（Performance） 69213．2．17 String 和 Vector 69213．3 细究 String Class 69313．3．1 类型定义和静态值 69313．3．2 创建、复制、销毁（Create， Copy， and Destroy） 69413．3．3 大小和容量（Size and Capacity） 69613．3．4 比较（Comparison） 69713．3．5 字符访问 69913．3．6 产生 C-String 和字符数组（Character Array） 70013．3．7 “改动”之相关操作（Modifying Operation） 70013．3．8 查找（Searching and Finding） 70813．3．9 子字符串（Substring）及字符串接合（String Concatenation） 71113．3．10 I/O函数 71213．3．11 数值转换（Numeric Conversion） 71313．3．12 生成 Iterator 71413．3．13 对 Allocator 的支持 71514 正则表达式 71714．1 Regex 的匹配和查找接口（Match and Search Interface） 71714．2 处理“次表达式”（Subexpression） 72014．3 Regex Iterator 72614．4 Regex Token Iterator 72714．5 用于替换的正则表达式 73014．6 Regex Flag 73214．7 Regex 的异常（Exception） 73514．8 Regex ECMAScript 文法 73814．9 其他文法 73914．10 细究 Basic Regex 签名式 74015 以 Stream 完成 I/O 74315．1 I/O Stream 的共通基础（Common Background） 74415．1．1 Stream 对象 74415．1．2 Stream Class 74415．1．3 全局的 Stream 对象 74515．1．4 Stream 操作符 74515．1．5 操控器（Manipulator） 74615．1．6 一个简单例子 74615．2 基本 Stream Class 和其对象 74815．2．1 Class 及其层次体系 74815．2．2 全局性的 Stream 对象 75115．2．3 头文件 75215．3 标准的 Stream 操作符 ＜＜ 和 ＞＞ 75315．3．1 Output 操作符 ＜＜ 75315．3．2 Input 操作符 ＞＞ 75415．3．3 特殊类型的 I/O 75515．4 Stream 的状态（State） 75815．4．1 表示“ Stream 状态”的常量 75815．4．2 用来“处理 Stream 状态”的成员函数 75915．4．3 Stream 状态与 Boolean 条件测试 76015．4．4 Stream 的状态和异常 76215．5 标准 I/O 函数 76715．5．1 Input 相关函数 76815．5．2 Output 相关函数 77115．5．3 实例 77215．5．4 sentry 对象 77215．6 操控器（Manipulator） 77415．6．1 操控器概览 77415．6．2 操控器如何运作 77615．6．3 用户自定义的操控器 77715．7 格式化（Formatting） 77915．7．1 Format Flag（格式标志） 77915．7．2 Boolean 的 I/O 格式 78115．7．3 栏位宽度、填充字符、位置调整 78115．7．4 正号与大写 78415．7．5 数值基底（Numeric Base） 78515．7．6 浮点数（Floating-Point）表示法 78715．7．7 一般格式（General Formatting）定义 78915．8 国际化（Internationalization） 79015．9 文件访问（File Access） 79115．9．1 File Stream Class 79115．9．2 File Stream 的 Rvalue 和 Move 语义 79515．9．3 File Flag（文件标志） 79615．9．4 随机访问（Random Access） 79915．9．5 使用文件描述器（File Descriptor） 80115．10 为 String 而设计的 Stream Class 80215．10．1 String Stream Class 80215．10．2 String Stream 的 Move 语义 80615．10．3 char* Stream Class 80715．11 “用户自定义类型”之 I/O 操作符 81015．11．1 实现一个 Output 操作符 81015．11．2 实现一个 Input 操作符 81215．11．3 以辅助函数完成 I/O 81415．11．4 用户自定义之 Format Flag（格式标志） 81515．11．5 用户自定义 I/O 操作符的规约（Convention） 81815．12 连接 Input 和 Output Stream 81915．12．1 以 tie() 完成松耦合（Loose Coupling） 81915．12．2 以 Stream 缓冲区完成紧耦合（Tight Coupling） 82015．12．3 将标准 Stream 重定向（Redirecting） 82215．12．4 可读可写的 Stream 82415．13 Stream Buffer Class 82615．13．1 Stream 缓冲区接口 82615．13．2 Stream 缓冲区的 Iterator 82815．13．3 用户自定义之 Stream 缓冲区 83215．14 关于效能（Performance） 84415．14．1 与 C 标准串流同步（Synchronization with C＇s Standard Streams） 84515．14．2 Stream 缓冲区内的缓冲机制 84515．14．3 直接使用 Stream 缓冲区 84616 国际化 84916．1 字符编码和字符集 85016．1．1 多字节（Multibyte）和宽字符（Wide-Character）文本 85016．1．2 不同的字符集 85116．1．3 在 C++ 中处理字符集 85216．1．4 Character Trait 85316．1．5 特殊字符的国际化 85716．2 Locale（地域）概念 85716．2．1 使用 Locale 85816．2．2 Locale Facet 86416．3 细究 Locale 86616．4 细究 Facet 86916．4．1 数值格式化（Numeric Formatting） 87016．4．2 货币符号格式化（Monetary Formatting） 87416．4．3 时间和日期格式化（Time and Date Formatting） 88416．4．4 字符的分类和转换 89116．4．5 字符串校勘（String Collation） 90416．4．6 消息国际化（Internationalized Message） 90517 数值 90717．1 随机数及分布（Random Number and Distribution） 90717．1．1 第一个例子 90817．1．2 引擎（Engine） 91217．1．3 细说引擎（Engine） 91517．1．4 分布（Distribution） 91717．1．5 细说分布（Distribution） 92117．2 复数（Complex Number） 92517．2．1 Class complex＜＞ 一般性质 92517．2．2 Class complex＜＞ 运用实例 92617．2．3 复数的各项操作 92817．2．4 细说 Class complex＜＞ 93517．3 全局数值函数（Global Numeric Function） 94117．4 Valarray 94318 并发 94518．1 高级接口：async() 和 Future 94618．1．1 async() 和 Future 的第一个用例 94618．1．2 实例：等待两个 Task 95518．1．3 Shared Future 96018．2 低层接口：Thread 和 Promise 96418．2．1 Class std：：thread 96418．2．2 Promise 96918．2．3 Class packaged_task＜＞ 97218．3 细说启动线程（Starting a Thread） 97318．3．1 细说 async() 97418．3．2 细说 Future 97518．3．3 细说 Shared Future 97618．3．4 细说 Class std：：promise 97718．3．5 细说 Class std：：packaged_task 97718．3．6 细说 Class std：：thread 97918．3．7 Namespace this_thread 98118．4 线程同步化与 Concurrency（并发）问题 98218．4．1 当心 Concurrency（并发） 98218．4．2 Concurrent Data Access 为什么造成问题 98318．4．3 什么情况下可能出错 98318．4．4 解决问题所需要的性质（Feature） 98718．5 Mutex 和 Lock 98918．5．1 使用 Mutex 和 Lock 98918．5．2 细说 Mutex 和 Lock 99818．5．3 只调用一次 100018．6 Condition Variable（条件变量） 100318．6．1 Condition Variable（条件变量）的意图 100318．6．2 Condition Variable（条件变量）的第一个完整例子 100418．6．3 使用 Condition Variable（条件变量）实现多线程 Queue 100618．6．4 细说 Condition Variable（条件变量） 100918．7 Atomic 101218．7．1 Atomic 用例 101218．7．2 细说 Atomic 及其高级接口 101618．7．3 Atomic 的 C-Style 接口 101918．7．4 Atomic 的低层接口 101919 分配器 102319．1 以应用程序开发者的角度使用 Allocator 102319．2 用户自定义的 Allocator 102419．3 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

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