C++ 标准库入门到精通

c++ 标准库概述

c++ 标准库（standard library）是一组核心功能模块的集合，包含容器、算法、迭代器、字符串处理、输入/输出等功能。它基于模板实现，与 c++ 语言紧密集成，是开发高效、可移植程序的基础工具。

主要组成部分

标准模板库（stl）

stl 提供以下核心组件：

• 容器：如 vector、list、map、unordered_set，用于数据存储。
• 算法：如 sort、find、transform，作用于容器或迭代器范围。
• 迭代器：如 begin()、end()，提供对容器的统一访问接口。

字符串处理

std::string 和 std::wstring 类支持动态字符串操作，包括拼接、查找、替换等。

输入/输出（i/o）

• <iostream>：提供 cin、cout、cerr 等标准流。
• <fstream>：支持文件读写（ifstream、ofstream）。

智能指针

std::unique_ptr、std::shared_ptr 等用于自动化资源管理，避免内存泄漏。

多线程支持（c++11 起）

<thread>、<mutex>、<atomic> 等库支持并发编程。

常用代码示例

容器与算法

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main() {
    std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5};
    std::sort(nums.begin(), nums.end()); // 排序
    for (int num : nums) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

字符串操作

#include <string>
#include <iostream>
int main() {
    std::string str = "hello";
    str += " c++";
    std::cout << str.substr(0, 5); // 输出 "hello"
    return 0;
}

文件读写

#include <fstream>
#include <string>
int main() {
    std::ofstream file("example.txt");
    file << "writing to a file.\n";
    file.close();
    return 0;
}

版本演进

• c++98/03：初始标准，包含 stl 基础功能。
• c++11：引入智能指针、多线程库、移动语义等。
• c++17：新增 std::optional、std::filesystem 等。
• c++20：加入范围（ranges）、协程（coroutines）等特性。

学习资源

• 官方文档：cppreference.com
• 书籍：《the c++ standard library》（nicolai m. josuttis）
• 实践：通过项目或在线编程平台（如 leetcode）练习标准库的使用。

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