C++ Technical Report 1
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C++ Technical Report 1(TR1)是ISO/IEC TR 19768, C++ Library Extensions(函数库扩展)的一般名称。TR1是一份文件,内容提出了对C++标准函数库的追加项目。这些追加项目包括了正则表达式、智能指针、哈希表、随机数生成器等。TR1自己并非标准,它是一份草稿文件。然而它所提出的项目大多数已成为的C++11及之后版本的官方标准的一部分。这份文件的目标在于“为扩展的C++标准函数库建立更为广泛的现成实现品”。
概要
编辑编译器并不需要保证包含TR1的组件,因为TR1并非官方标准的一部分。顺带一提,Boost提供了TR1大部分的实现,数个编译器/函数库开发商也已提供了各自的实现版本。
TR1的内容
编辑TR1包含以下组件:
一般用途
编辑- 引用包装器(Reference Wrapper)
- 来自Boost.Ref [1]
- 在
<functional>
头文件中增加了 -cref
、ref
、reference_wrapper
- 可以对算法(algorithms)或仿函数(function objects)传递引用(references),而不是传递副本。
一个wrapper reference是由模板类reference_wrapper
产生的实体(instance)获得。wrapper reference近似于C++语言中的引用。
使用ref
以获得任何实例的wrapper reference(对常数引用const &使用cref
)。
wrapper reference对模板函数(template function)尤其有用,当模板参数推导不出引用的时候(示例如下:)
void f( int &r ) { r++; }
template< class Funct, class Arg >
void g( Funct f, Arg t )
{
f(t);
}
int main()
{
int i = 0;
g( f, i ); // 'g< void(int &r), int >' 被实例化
cout << i << endl; // 輸出:0
g( f, ref(i) ); // 'g< void(int &r), reference_wrapper<int> >' 被实例化
cout << i << endl; // 輸出:1
}
- 智能指针(Smart Pointers)
- 基于Boost Smart Pointer library[2]
- 由
<memory>
头文件增加了 -shared_ptr
、weak_ptr
等 - 将Resource Acquisition Is Initialization(RAII)手法用于内存管理和异常安全性。
仿函数
编辑以下四个模块被加进<functional>
头文件之中:
- 多形态的函数包装器(Polymorphic Function Wrapper)
function
- 基于Boost.Function[3]
- 存储任何使用特定函数签名的"可调用物"(函数指针、成员函数指针、仿函数),不需要可调用物确切的类型。
- 仿函数绑定器(Function Object Binders)
bind
- 采纳自Boost Bind library[4]
- 标准
std::bind1st
和std::bind2nd
的通用版 - 将参数绑定给仿函数,并且允许函数的结合。
- 函数返回类型
result_of
- 采纳自Boost
- 决定函数调用的返回类型
- 成员函数
mem_fn
- 采纳自Boost Mem Fn library[5]
- 标准
std::mem_fun
和std::mem_fun_ref
的加强版 - 允许成员函数指针能够像仿函数一样
元编程和类型特性(Type Traits)
编辑- 新的
<type_traits>
头文件 -is_pod
、has_virtual_destructor
、remove_extent
等 - 采纳自Boost Type Traits library[6]
- 允许类编查询以及类别间的变换,可促进元编程
数值工具
编辑随机数产生器
编辑- 新的
<random>
头文件 -variate_generator
、mersenne_twister
、poisson_distribution
等 - 采纳自Boost Random Number Library[7]
数学函数
编辑- 新的
<cmath>
/<math.h>
头文件 -beta
、legendre
等
- 23种数学函数
函数名 | 函数原型 | 数学表达式 |
---|---|---|
连带拉盖尔多项式 | double assoc_laguerre( unsigned n, unsigned m, double x ) ; | |
连带勒让德多项式 | double assoc_legendre( unsigned l, unsigned m, double x ) ; | |
Beta 函数 | double beta( double x, double y ) ; | |
第一类完全椭圆积分 | double comp_ellint_1( double k ) ; | |
第二类完全椭圆积分 | double comp_ellint_2( double k ) ; | |
第三类完全椭圆积分 | double comp_ellint_3( double k , double nu ) ; | |
合流超几何函数 | double conf_hyperg( double a, double c, double x ) ; | |
第一类变形贝塞尔函数 | double cyl_bessel_i( double nu, double x ) ; | |
第二类变形贝塞尔函数 | double cyl_bessel_j( double nu, double x ) ; | |
第三类变形贝塞尔函数 | double cyl_bessel_k( double nu, double x ) ; | |
柱诺依曼函数 | double cyl_neumann( double nu, double x ) ; | |
第一类不完全椭圆积分 | double ellint_1( double k, double phi ) ; | |
第二类不完全椭圆积分 | double ellint_2( double k, double phi ) ; | |
第三类不完全椭圆积分 | double ellint_3( double k, double nu, double phi ) ; | |
指数积分 | double expint( double x ) ; | |
埃尔米特多项式 | double hermite( unsigned n, double x ) ; | |
超几何级数 | double hyperg( double a, double b, double c, double x ) ; | |
拉盖尔多项式 | double laguerre( unsigned n, double x ) ; | |
勒让德多项式 | double legendre( unsigned l, double x ) ; | |
黎曼zeta函数 | double riemann_zeta( double x ) ; | |
第一类球贝塞尔函数 | double sph_bessel( unsigned n, double x ) ; | |
球谐函数 | double sph_legendre( unsigned l, unsigned m, double theta ) ; | |
球诺依曼函数 | double sph_neumann( unsigned n, double x ) ; |
容器
编辑多元组类型(Tuple Types)
编辑定量数组(Fixed Size Array)
编辑- 新
<array>
头文件 -array
- 来自Boost Array library[9]
- 与动态数组类型,像是标准的
std::vector
相反,是静态的矩阵,但是能够享受类似于begin()等与std::vector
相似的接口。
哈希表(Hash Tables)
编辑- 新
<unordered_set>
、<unordered_map>
头文件 - 完全是新的实现,不派生自既有之程序库。与既有之程序库API并不完全兼容
- 就如同所有的哈希表提供常数时间的元素查找,但最坏情况查找时间与容器的大小呈线性关系。
正则表达式
编辑- 新
<regex>
头文件 -regex
、regex_match
、regex_search
、regex_replace
等 - 来自Boost RegEx library[10]
- pattern matching library
C的兼容性
编辑C++被设计成与C语言兼容,但由于不同的标准,C++并不是C的严格超集合。TR1试图调和这些差异,透过对各种头文件,如<complex>、<locale>、<cmath>等进行扩展。 这些改变帮助C++能够与C99版本的C标准更为一致(并非所有C99都包含于TR1)。
关系项目
编辑- C++11,C++新标准
- C99,C语言标准
- Boost library,提供大量的C++程序库,数个包含于TR1
- STL标准模板库,现行C++标准程序库的一部分
参考文献
编辑脚注
编辑- ^ ref - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-04-03).
- ^ Boost.SmartPtr: The Smart Pointer Library - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-04-03).
- ^ Chapter 16. Boost.Function - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-04-03).
- ^ Chapter 1. Boost.Bind - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-04-03).
- ^ Chapter 1. Boost.Member Function - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-04-03).
- ^ Chapter 1. Boost.TypeTraits - 1.37.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-07-15).
- ^ [1](页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ The Boost Tuple Library – Boost 1.48.0. [2006-05-27]. (原始内容存档于2006-05-26).
- ^ Chapter 5. Boost.Array - 1.72.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-07-01).
- ^ Boost.Regex - 1.36.0. www.boost.org. [2022-07-01]. (原始内容存档于2022-07-11).
其他
编辑- ISO/IEC JTC1/SC22/WG21. Draft Technical Report on C++ Library Extensions (PDF). 2005-06-24 [2009-01-27]. (原始内容存档 (PDF)于2011-04-14).
- Becker, Peter. The C++ Standard Library Extensions: A Tutorial and Reference. Addison-Wesley Professional. 2006. ISBN 0-321-41299-0.
外部链接
编辑- Scott Meyers' Effective C++: TR1 Information(页面存档备份,存于互联网档案馆) - 包含TR1提案文件的链接,提供了TR1程序库的背景以及理由。