Πρότυπη βιβλιοθήκη C++

Στην γλώσσα προγραμματισμού C++, η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ είναι ένα σύνολο από κλάσεις-αντικείμενα (classes) αλλά και συναρτήσεις, που έχουν γραφτεί στο πυρήνα της γλώσσας και είναι μέρος του πρότυπου της γλώσσας (η βιβλιοθήκη ανήκει στο ορισμό-πρότυπο της γλώσσας κατά ISO)^[1]. Η βιβλιοθήκη παρέχει στο προγραμματιστή γενικά κοντέινερ (containers) για τύπους δεδομένων, κλάσεις-αντικείμενα, συναρτήσεις αντικειµενοστρεφή προγραμματισμού, γενικά αλφαριθμητικά, ροές δεδομένων (streams για την είσοδο-έξοδο δεδομένων), υποστήριξη νέων δυνατοτήτων προγραμματισμού αλλά και συναρτήσεων καθημερινής χρήστης (όπως της εύρεσης τετραγωνικής ρίζας αριθμού). Η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ συμπεριλαμβάνει και 18 αρχεία επικεφαλίδων (header files) τα οποία έχουν επέκταση το ".h" από την C Πρότυπη βιβλιοθήκη. Η χρήση αυτών των βιβλιοθηκών έχει αποδοκιμαστεί^[2]. Τα αρχεία επικεφαλίδων της Πρότυπης βιβλιοθήκης C++ δεν έχουν επέκταση το ".h" και βρίσκονται κάτω από το χώρο ονομάτων (namespace) std^[3].

Η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ είναι βασισμένη στους φορμαλισμούς της Στάνταρντ βιβλιοθήκης προτύπων (Standard Template Library: STL). Παρόλο που η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ και η βιβλιοθήκη STL μοιράζονται πολλά χαρακτηριστικά, καμία δεν αποτελεί αυστηρό υποσύνολο της άλλης. Συγκεκριμένα η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ έχει επηρεαστεί^[4] από το έργο του Αλεξάντερ Στεπάνοβ και του Μένγκ Λι.^[5]

Η Πρότυπη βιβλιοθήκη C++ υποβλήθηκε στη δημιουργία του πρότυπου (ISO) για την C++ και συνεχώς εξελίσσεται η λειτουργικότητά της^[6].

Πρότυπα αρχεία επικεφαλίδων

Τα παρακάτω αρχεία επικεφαλίδων και ορισμών είναι μέρος της Πρότυπης βιβλιοθήκης C++.

Κοντέινερ (containers)

<bitset>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::bitset, δηλαδή ένα πίνακα μπιτ (bit) - με λογικές τιμές τύπου bool (boolean).
<deque>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::deque, δηλαδή μια ουρά στοιχείων όπου στοιχεία μπορούν να αφαιρεθούν και από την αρχή και από το τέλος.
<list>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::list, δηλαδή μια λίστα στοιχείων.
<map>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::map και ένα τύπου std::multimap, δηλαδή ένα ταξινομημένο πίνακα συσχετισμένων στοιχείων, και ένα πολλαπλό πίνακα συσχετισμένων στοιχείων.
<queue>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::queue, δηλαδή μια ουρά στοιχείων.
<set>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::set και τύπου std::multiset, δηλαδή ένα ταξινομημένο κοντέινερ συσχετισμένων στοιχείων.
<stack>: :Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::stack, δηλαδή μια στοίβα στοιχείων.
<vector>: Παρέχει ένα κοντέινερ τύπου std::vector, δηλαδή ένα δυναμικό πίνακα στοιχείων.

Γενικά

<algorithm>: Είναι το αρχείο επικεφαλίδας για γενικούς αλγόριθμους που εφαρμόζονται σε κοντέινερ.
<functional>: Είναι το αρχείο επικεφαλίδας για συγκεκριμένες λειτουργικότητες για τις κλάσεις της βιβλιοθήκης, οι οποίες χρησιμοποιούνται μαζί με τους στάνταρντ αλγόριθμους.
<iterator>: Είναι το αρχείο επικεφαλίδας για πρότυπα αντικειμένων-προσπελαστών (iterators). Οι προσπελαστές χρησιμοποιούνται μέσα σε βρόχους με τους οποίους μπορούμε να προσπελάσουμε τα δεδομένα ενός κοντέινερ.
<locale>: Κλάσεις και πρότυπα για την κωδικοποίηση και χρήση διαφορετικών φυσικών-γλωσσών.
<memory>: Λειτουργίες για διαχείριση μνήμης στην C++, συμπεριλαμβάνεται και η κλάση std::auto_ptr.
<stdexcept>: Περιέχει τις πρότυπες κλάσεις εξαιρέσεων όπως τη std::logic_error και την std::runtime_error, οι οποίες κληρονομούνται από την κλάση std::exception.
<utility>: Παρέχει την πρότυπη κλάση std::pair. Χρησιμοποιείται σε δομές όπου χρειάζονται ζευγάρια αντικειμένων.

Αλφαριθμητικά

<string>: Παρέχει το αντικείμενο-κλάση std::string με την λειτουργικότητα ενός αλφαριθμητικού.

Ροές δεδομένα και είσοδος/έξοδος

<fstream>: Παρέχει τις δυνατότητες εισόδου/εξόδου μέσω κάποιου εξωτερικού αρχείου (ροές δεδομένων προς και από ένα εξωτερικό αρχείο).
<iomanip>: Παρέχει τις δυνατότητες να προσαρμοστεί η έξοδος, όπως για παράδειγμα μέσω της βάσης αρίθμησης για τους ακέραιους αριθμούς και για την αριθμητική ακρίβεια στους δεκαδικούς αριθμούς.
<ios>: Παρέχει διάφορους τύπους δεδομένων και συναρτήσεις για την λειτουργία των ροών δεδομένων (iostreams).
<iosfwd>: Παρέχει λειτουργικότητα για "forward declaration" τύπων για τις διάφορες κλάσεις-αντικείμενα εισόδου-εξόδου.
<iostream>: Παρέχει την βασική είσοδο/έξοδο της C++ (ροές δεδομένων όπως διάβασμα από το πληκτρολόγιο μέσω της cin ή γράψιμο στην κονσόλα μέσω του cout).
<istream>: Παρέχει την κλάση-πρότυπο std::istream όπως και άλλες σχετικές κλάσεις-αντικείμενα για είσοδο (ροές εισόδου δεδομένων).
<ostream>: Παρέχει την κλάση-πρότυπο std::ostream όπως και άλλες σχετικές κλάσεις-αντικείμενα για έξοδο (ροές εξόδου δεδομένων).
<sstream>: Παρέχει την κλάση-πρότυπο std::sstream όπως και άλλες σχετικές κλάσεις-αντικείμενα για επεξεργασία αλφαριθμητικών (ροές δεδομένων αλφαριθμητικών).
<streambuf>: Παρέχει λειτουργικότητα ανάγνωσης και γραφής για/από συγκεκριμένους τύπους σειρών χαρακτήρων, όπως εξωτερικά αρχεία η αλφαριθμητικά.

Αριθμητικά

<complex>: Παρέχει την κλάση-πρότυπο std::complex όπως και άλλες σχετικές συναρτήσεις για την χρήση μιγαδικών αριθμών.

<numeric>: Παρέχει αλγόριθμους για αριθμητικές μεθόδους επεξεργασίας.
<valarray>: Παρέχει την κλάση-πρότυπο std::valarray, μια κλάση-πίνακα για αριθμητική επεξεργασία.

Υποστήριξη της γλώσσας

<exception>: Παρέχει διάφορους τύπους και συναρτήσεις σχετικέ με το χειρισμό εξαιρέσεων, συμπεριλαμβανομένου του std::exception, μια βασική κλάση η οποία χειρίζεται όλες τις εξαιρέσεις που δημιουργούνται από την πρότυπη βιβλιοθήκη της C++.
<limits>: Παρέχει τη κλάση-πρότυπο std::numeric_limits, η οποία περιέχει τις ιδιότητες των βασικών αριθμητικών τύπων.
<new>: Παρέχει τους τελεστές new και delete και άλλες συναρτήσεις και τύπους που είναι βασικοί για την διαχείριση μνήμης στην C++.
<typeinfo>: Παρέχει λειτουργικότητες της C++ κατά την εκτέλεση-τρέξιμο του τελικού προγράμματος.

C Πρότυπη βιβλιοθήκη

Κάθε αρχείο επικεφαλίδας της πρότυπης βιβλιοθήκης C συμπεριλαμβάνεται στην πρότυπη βιβλιοθήκη C++ με διαφορετικό όνομα με την διαφορά αφαιρείται το τελικό .h και προστίθεται στην αρχή ένα 'c'. Για παράδειγμα το αρχείο επικεφαλίδας 'time.h' της C γίνεται 'ctime' στην C++. Η μοναδική διαφορά μεταξύ των αρχείων επικεφαλίδων από αυτών της παραδοσιακής βιβλιοθήκης της C είναι ότι οι συναρτήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν κάτω από το χώρο ονομάτων (namespace) std:: (αν και κάποιοι μεταγλωττιστές - compilers αυτό κάνουν). Στο ISO της γλώσσας C, οι συναρτήσεις στην πρότυπη βιβλιοθήκη μπορούν να υλοποιούνται χρησιμοποιώντας macros, κάτι το οποίο δεν επιτρέπεται στο ISO της C++.

Header	Header	Header	Header	Header	Header
<cassert>	<cctype>	<cerrno>	<cfloat>	<ciso646>	<climits>
<clocale>	<cmath>	<csetjmp>	<csignal>	<cstdlib>	<cstddef>
<cstdarg>	<cstdio>	<cstring>	<ctime>	<cwchar>	<cwctype>

Παραπομπές

↑ ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §17-27
↑ ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §D.5
↑ Bjarne Stroustrup (1997). The C++ programming language (3η έκδοση). Addison-Wesley. σελ. 431. ISBN 0-201-88954-4.
↑ Bjarne Stroustrup (1994). The Design and Evolution of C++ §8.5. Addison Wesley. ISBN 0-201-54330-3.
↑ Alexander Stepanov, Meng Lee. «The Standard Template Library». HP Labs. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 3 Μαρτίου 2016. Ανακτήθηκε στις 28 Φεβρουαρίου 2020.
↑ «JTC1/SC22/WG21 - The C++ Standards Committee». ISO/IEC. Ανακτήθηκε στις 7 Ιουλίου 2009.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[1] ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §17-27

[2] ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §D.5

[C++_stroustrup_stl-3] Bjarne Stroustrup (1997). The C++ programming language (3η έκδοση). Addison-Wesley. σελ. 431. ISBN 0-201-88954-4.

[4] Bjarne Stroustrup (1994). The Design and Evolution of C++ §8.5. Addison Wesley. ISBN 0-201-54330-3.

[5] Alexander Stepanov, Meng Lee. «The Standard Template Library». HP Labs. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 3 Μαρτίου 2016. Ανακτήθηκε στις 28 Φεβρουαρίου 2020.

[6] «JTC1/SC22/WG21 - The C++ Standards Committee». ISO/IEC. Ανακτήθηκε στις 7 Ιουλίου 2009.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]