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C++ Technical Report 1

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C++ Technical Report 1 (TR1)(英文)ISO/IEC TR 19768, C++ Library Extensions(库扩充)的一般名称。TR1是一份文件,内容提出了对C++标准库的追加项目。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,他是一份草稿文件。然而他所提出的项目大多数已成为下次的官方标准(C++11)的一部分。这份文件的目标在于“为扩充的C++标准库创建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/开发商也已提供了各自的实现版本。

TR1并不代表下一届标准的全部;举例而言,下一届的标准C++11包含了线程的支持。

新的组件被放置在std::tr1名字空间namespace)里,以和现在的标准库做区别。

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)[编辑]

  • 来自Boost.Ref [1]
  • <functional> 头文件中增加了 - crefrefreference_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)[编辑]

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)[编辑]

  • 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)[编辑]

  • bind
  • 采纳自Boost Bind library [4]
  • 标准std::bind1ststd::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(Function Return Types)[编辑]

  • result_of
  • 采纳自Boost
  • 决定函数调用的返回类型

mem_fn[编辑]

  • mem_fn
  • 采纳自Boost Mem Fn library [5]
  • 标准std::mem_funstd::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_podhas_virtual_destructorremove_extent
  • 采纳自Boost Type Traits library [6]
  • 允许类编查询以及类别间的转换,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_generatormersenne_twisterpoisson_distribution
  • 采纳自Boost Random Number Library[7]

数学函数[编辑]

  • 新的<cmath>/<math.h>头文件 - betalegendre
  • 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

第二类柱贝塞尔函数

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

第二类球贝塞尔函数

double sph_neumann( unsigned n, double x ) ;

容器[编辑]

多元组类型(Tuple Types)[编辑]

  • <tuple>头文件 - tuple
  • 采纳自Boost Tuple library [8]
  • 标准std::pair的扩充
  • 固定尺寸的元素集合,元素可以是不同的类型

定量数组(Fixed Size Array)[编辑]

  • <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]

  • <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量时间的元素查找,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(Regular Expressions)[编辑]

  • <regex>头文件 - regexregex_matchregex_searchregex_replace
  • 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>等进行扩充。 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]

参考文献[编辑]

外部链接[编辑]