工具库

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工具库
通用工具
日期和时间
函数对象
格式化库 (C++20)
(C++11)
关系运算符 (C++20 中弃用)
整数比较函数
(C++20)(C++20)(C++20)
(C++20)
swap 与类型运算
(C++20)
(C++14)
(C++11)
(C++23)
(C++11)
(C++23)
(C++11)
(C++11)
(C++17)
常用词汇类型
(C++11)
(C++17)
(C++17)
(C++17)
(C++11)
(C++11)
(C++17)
(C++17)
(C++23)
初等字符串转换
(C++17)
(C++17)
(C++17)
 

C++ 包含了各种工具库，提供了诸如位计数和部分函数应用的功能。这些库大致可以分为两类：

  • 语言支持库
  • 通用库

语言支持

语言支持库中所提供的类和函数与语言特性紧密相关，用以支持语言中的一些常见的惯用法。

类型支持

基本类型（如 std::size_t、std::nullptr_t）、RTTI（如 std::type_info）、类型特性（如 std::is_integral、std::rank）。

常量求值语境

在标头 <type_traits> 定义
(C++20)
 检测调用是否在常量求值的语境内发生
(函数)
(C++26)
 在编译时检查指定对象是否在它的生存期内
(函数)

实现属性

标头 <version> 提供关于 C++ 标准库的实现依赖信息（例如版本号和发行日期）。它也定义了特性测试宏。

(C++20 起)

程序工具

终止（如 std::abort、std::atexit）、环境（如 std::system）、信号（如 std::raise）。

动态内存管理

智能指针（如 std::shared_ptr）、分配器（如 std::allocator 或 std::pmr::memory_resource）、C 风格内存管理（如 std::malloc）。

错误处理

异常（如 std::exception、std::terminate）、断言（如 assert）。

源码信息捕获

在标头 <source_location> 定义
(C++20)
 表示关于源码的信息，例如文件名、行号以及函数名的类
(类)

初始化器列表

在标头 <initializer_list> 定义
(C++11)
 在列表初始化中创建临时数组然后引用它
(类模板)

三路比较

在标头 <compare> 定义
(C++20)
 指定运算符 <=> 在给定类型上产生一致的结果
(概念)
(C++20)
 三路比较的结果类型，支持所有 6 种运算符，不可替换，并允许不可比较的值
(类)
(C++20)
 三路比较的结果类型，支持所有 6 种运算符且不可替换
(类)
(C++20)
 三路比较的结果类型，支持所有 6 种运算符且可替换
(类)
(C++20)
 具名比较函数
(函数)
(C++20)
 实现 x <=> y 的函数对象
(类)
(C++20)
 获得三路比较运算符 <=> 在给定类型上的结果
(类模板)
(C++20)
 给定的全部类型都能转换到的最强比较类别
(类模板)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::strong_ordering 类型结果
(定制点对象)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::weak_ordering 类型结果
(定制点对象)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::partial_ordering 类型结果
(定制点对象)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::strong_ordering 类型的结果，即使 operator<=> 不可用
(定制点对象)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::weak_ordering 类型的结果，即使 operator<=> 不可用
(定制点对象)
(C++20)
 进行三路比较并产生 std::partial_ordering 类型的结果，即使 operator<=> 不可用
(定制点对象)

协程支持

用于协程支持的类型，例如 std::coroutine_traits、std::coroutine_handle。

(C++20 起)

变参数函数

支持接受任意数量参数的函数（例如通过 va_start、va_arg、va_end）。

通用工具

交换

在标头 <utility> 定义
交换两个对象的值
(函数模板)
(C++14)
 将实参替换为一个新值，并返回其先前值
(函数模板)
在标头 <concepts> 定义
(C++20)
 交换两个对象的值
(定制点对象)

类型运算

在标头 <utility> 定义
(C++11)
 转发一个函数实参
(函数模板)
(C++23)
 转发函数参数，如同用类型为指定的类型模板实参的表达式的值类别与 const 性影响它
(函数模板)
(C++11)
 获得右值引用
(函数模板)
(C++11)
 若移动构造函数不抛出则获得右值引用
(函数模板)
(C++17)
 获得到其实参的 const 引用
(函数模板)
(C++11)
 获取到其实参的引用，用于不求值语境中
(函数模板)
(C++23)
 转换枚举到其底层类型
(函数模板)

整数比较函数

在标头 <utility> 定义
(C++20)
 比较二个整数值，而无转换所致的值更改
(函数模板)
(C++20)
 检查整数值是否在给定整数类型的范围内
(函数模板)

关系运算符

在标头 <utility> 定义
在命名空间 std::rel_ops 定义
(C++20 中弃用)
 自动生成基于用户定义的 operator== 和 operator< 的比较运算符
(函数模板)

对与元组

在标头 <utility> 定义
实现二元组，即一对值
(类模板)
(C++11)
 用于为逐段构造选择正确函数重载的标签类型
(类)
(C++11)
 用于为逐段构造的函数消歧义的 piecewise_construct_t 类型的对象
(常量)
(C++14)
 实现编译时整数数列
(类模板)
在标头 <tuple> 定义
(C++11)
 实现固定大小的容器，它保有类型可以相异的元素
(类模板)
(C++17)
 以一个实参的元组来调用函数
(函数模板)
(C++17)
 以一个实参元组构造对象
(函数模板)
元组协议
在标头 <tuple> 定义
在标头 <utility> 定义
在标头 <array> 定义
在标头 <ranges> 定义
(C++11)
 获得元组式类型的元素数
(类模板)
(C++11)
 获得元组式类型的元素类型
(类模板)

和类型与类型擦除包装

在标头 <optional> 定义
(C++17)
 可能或可能不保有一个对象的包装器
(类模板)
 
在标头 <expected> 定义
(C++23)
 含有期待或着不期待的值的包装
(类模板)
 
在标头 <variant> 定义
(C++17)
 类型安全的可辨识联合体
(类模板)
 
在标头 <any> 定义
(C++17)
 可保有任何可复制构造 (CopyConstructible) 类型的实例的对象。
(类)
 
在标头 <utility> 定义
(C++17)
 原位构造标签
(类模板)

位集合

在标头 <bitset> 定义
实现常量长度的位数组
(类模板)

函数对象

部分函数应用（如 std::bind）及相关工具：用于绑定的工具，如 std::ref 与 std::placeholders、多态函数包装器：std::function、预定义函数对象（如 std::plus、std::equal_to）、成员指针到函数转换器 std::mem_fn。

散列支持

在标头 <functional> 定义
(C++11)
 散列函数对象
(类模板)

日期和时间

时间跟踪（如 std::chrono::time_point、std::chrono::duration），C 风格日期和时间（如 std::time、std::clock）。

初等字符串转换

除了 C++ 输入/输出库、C 输入/输出 库、C++ 字符串转换函数和 C 字符串转换函数提供的复杂的本地环境依赖的分析器和格式化器外，标头 <charconv> 提供对于算术类型的轻量、不依赖本地环境、不分配、不抛出的分析器和格式化器。

在标头 <charconv> 定义
(C++17)
 转换整数或浮点值到字符序列
(函数)
(C++17)
 std::to_chars 的返回类型
(类)
(C++17)
 转换字符序列到整数或浮点值
(函数)
(C++17)
 std::from_chars 的返回类型
(类)
(C++17)
 指定 std::to_chars 和 std::from_chars 所用的格式
(枚举)

格式化库

类型安全的格式化设施。

在标头 <format> 定义
(C++20)
 在新 string 中存储参数的格式化表示
(函数模板)
(C++20)
 通过输出迭代器写其参数的格式化表示
(函数模板)
(C++20)
 通过输出迭代器写其参数的格式化表示，不超出指定的大小
(函数模板)
(C++20)
 确定存储其参数的格式化表示所需的字符数
(函数模板)
(C++20)
 std::format 的使用类型擦除的参数表示的非模板变体
(函数)
(C++20)
 std::format_to 的使用类型擦除的参数表示的非模板变体
(函数模板)
(C++20)
 定义给定类型的格式化规则的类模板
(类模板)
(C++20)
 格式化错误时抛出的异常类型
(类)
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