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C++ Boost全库简介

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C++ Boost全库简介

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> hot3.png

本文章大量参考了《Boost程序库完全开发指南》（罗剑锋），如果希望更深入地了解，请参考该书。

本篇只是对Boost库的简单介绍，只是一些浅显的内容，希望各位见谅。

目前进度 40% 左右， 努力填坑中。

由于OSC的Markdown不支持Github Flavored Markdown的“`成块代码形式，代码在这里显示效果非常糟糕。

最新版本请移步 http://192.3.168.141/wordpress/wp-content/uploads/2014/12/boost%E5%BA%93%E5%AD%A6%E4%B9%A0.html

CC-BY-SA
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anchor.gif为什么要用boost

  • boost给开发带来了极大的语法简洁
  • boost让C++更像C++
  • boost让程序更加安全

anchor.gif安装

  1. 访问http://www.boost.org/users/download/#live，然后点击current release的download，我一般下载.tar.bz2
  2. 将你下载下来的东西解包，执行./bootstrap.sh
  3. 运行./b2 threading=multi
  4. 运行sudo ./b2 install
  5. 在你的gcc编译选项增加：-Lboost
  6. 接下来试验一小段代码看看是否成功： 
#include <boost/date_time/gregorian/gregorian.hpp> using namespace boost::gregorian; using namespace std; int main()
{
 date d1(2014,12,18);
 cout<<d1<<endl;
 return 0;
}

anchor.gif初涉Boost库

如你所见，boost库在使用时要#include在boost目录下的不同头文件，每个文件有着相应的功能。

大多数库#include相应头文件即可使用，然而例如date_time库如果没有-Lboost的话是没法正常运行的。

boost库中内容是在boost:命名空间下的，使用时要注意。

下面我会介绍一些实用的库/类，更多内容需要后续的学习。

    • timer：简易计时
    • progrss_timer：析构时自动输出时间
    • progress_display：控制台进度条
    • date_time：强大的日期时间库
      • gregorian：格里高利历
      • posix_time：精确的计时系统
    • typeof：自动推断类型
    • optional：可选条件下空指针
    • assign：STL批量增加元素
    • swap：高效的交换
    • tribool：拥有不确定值的布尔量
    • operators：自动生成操作符
    • exception：强化的异常类
    • uuid：简单标识符
    • SHA1：重要的摘要算法
    • utility：小功能汇集
      • BOOST_BINARY：简单二进制常量表示
      • BOOST_CURRENT_FUNCTION：返回当前函数声明字符串
    • lexical_cast：字面量转换
    • format：字符串格式化
    • string_algo：字符串专用算法
      • 常用判断函数
      • 比较
      • 修剪空格
      • 查找
      • 替换、删除
      • 分割
      • 合并

anchor.giftimer：简易计时 

#include <boost/timer.hpp> #include <iostream>  using namespace boost; using namespace std; int main()
{
    timer a; //声明时计时   double s=0.0;
    for(long long i=0;i< 1LL<<32;i++)
        s+=i*2+i; cout<<a.elapsed()<<endl;
    cout<<s<<endl; 
    return 0;
}

anchor.gifprogrss_timer：析构时自动输出时间 

#include <boost/progress.hpp> #include <iostream> using namespace boost; using namespace std; int main()
{
    progress_timer a; double s=0.0;
    for(long long i=0;i< 1LL<<32;i++)
        s+=i*2+i;
    cout<<s<<endl;
    return 0;
}

anchor.gifprogress_display：控制台进度条 

#include <boost/progress.hpp> #include <iostream> using namespace boost; using namespace std; int main()
{
    progress_display a(1LL<<32); double s=0.0; for(long long i=0;i< 1LL<<32;i++)
    {
        ++a; //注意！boost库中大多数只实现了前自增，后自增是不行的  s+=i*2+i;
    } cout<<s<<endl;
    return 0;
}

anchor.gifdate_time：强大的日期时间库

anchor.gifgregorian：格里高利历

使用这个库需要引用： 

#include <boost/date_time/gregorian/gregorian.hpp> using namespace boost::gregorian;

可以使用多种方式创建date对象： 

date t1(2014,12,19);
date t2(2014,Dec,19);
date d3(t2);
date t4=from_string("2014/12/19")

date可以比较大小。

然而，它无法处理1400年之前或9999年之后的日期。

day_clock::local_day返回本地时间

.year.month.day返回日月天

.day_of_week().day_of_year返回当天在一周或一年中的关系

date类型之间不可加，所以有了date_duration这个描述日期间隔的类型： 

months m(5);
years y(2);
weeks w(3);

date_duration和自身与date类型均可加

gre_cal::is_leap_year(y)可以简单判断y是否是闰年

anchor.gifposix_time：精确的计时系统

需要引用 

#include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp> using namespace boost::posix_time;

构造时间间隔： 

time_duration td(1,10,67,230); //时，分，秒，毫秒 前三者会自动进位 time_duration td2=duration_from_string("1:30:27:002");
hours h(1);
minutes m(10);
seconds s(3);
millisec ms(23);

上述对象均可加减

如果要创建一个时间点ptime类型时间点对象，最简单的方法就是： 

ptime p(date(2014,12,19),time_duration(21,03,17,002));

记得要包含posix_time和gregorian的两部分头文件和namespace

通过.date()和.time_of_day()来获得当前的日期和时间

microsec_clock::local_time()可以获得微秒精度的本地时间

to_simple_string(t)可以返回一个time_duration或ptime的字符串形式

anchor.giftypeof：自动推断类型 

#include <boost/typeof/typeof.hpp> #include <iostream> using namespace std; int main()
{
    BOOST_TYPEOF(3) a=2*6;
    BOOST_AUTO(s,"12312"); cout<<a<<" "<<s<<endl; return 0;
}

默认它只支持内置类，为了支持自己的类： 

#include BOOST_TYPEOF_INCREMENT_REGISTRATION_GROUP() BOOST_TYPEOF_REGISTER_TYPE( 你的类的完全名称 )

anchor.gifoptional：可选条件下空指针

optional模板是一个指针，如果某值满足选定的条件，它就是空指针，否则返回指向该值的指针。 

#include <boost/optional.hpp>  #include <iostream>  using namespace std;  using namespace boost;  int main()
{
    int x=-6; int y=3;
    optional<double> d(x>=0,sqrt(x));
    cout<<d.get_value_or(-1)<<endl;  if (!d) cout<<"no result"<<endl;
    optional<double> d2(y>=0,sqrt(y));
    cout<<*d2<<endl;
    return 0;
}

anchor.gifassign：STL批量增加元素

引用： 

#include <boost/assign.hpp>  using namespace boost::assign;

assign重载了+=运算符，可以加入任意多个逗号隔开的元素，然而这些只能用于标准STL： 

vector<int> v;
v+= 2,4,2*2+6; set<string> s;
s+="asdsdf","12"; map<int,string> m;
m+=make_pair(123,"123132"),make_pair(1233,"324235");

对于这些STL，有一些更简洁的语法可供使用： 

push_back(v)(345)(675);
insert(m)(45,"515")(98,"151sda");

list_of(…)和map_list_of(…)可以返回匿名列表，可被用于任何容器 

yourowncont<int> d= (list_of(5)(7)(4),9,10);
yourownmap<int,int> m= map_list_of(6,7)(8,9);

anchor.gifswap：高效的交换

如果有内建函数会调用内建的swap，否则会退化到常见的swap 

#include <boost/swap.hpp> using namespace boost;

可以交换数组 

int a1[5]={
   0,2,4,3,2};  int a2[5]={
   3,7,2,5,1};
swap(a1,a2);

anchor.giftribool：拥有不确定值的布尔量

引用： 

#include <boost/logic/tribool.hpp>  using namespace boost;

tribool类除了有常见的true和false之外，还有一种取值indeterminate（不确定），它的逻辑运算规则请参考原书。但是if (indeterminate)和if (!indeterminate)后的代码都不会执行，可以使用indeterminate(tribool)来判断其是否是不确定。
还可以使用 

BOOST_TRIBOOL_THIRD_STATE(unknown)

来把第三态的名字改成unknown 

BOOST_TRIBOOL_THIRD_STATE(unknown)  int main()
{
    tribool a(unknown);  if (a) cout<<"true"<<endl;  if (!a) cout<<"false"<<endl;  if (indeterminate(a)) cout<<"indeterminate"<<endl; // 本条才会被执行  return 0;
}

anchor.gifoperators：自动生成操作符

引用： 

#include <boost/operators.hpp>  using namespace boost;

这个库提供了只写<运算符就能自动生成>>=<=等功能。

对于一个类，“继承”（实际上并不是真正的继承）
操作符类名1<自身这个类的全称, 操作符类名2<自身这个类的全称> >
就能实现上述方便的功能。

操作符类名见下：

类名 作用
equality_comparable 提供==，生成!=
less_than_comparable 提供<，生成<=>>=
addable 提供+=，生成+
subtractable 提供-=，生成-
multipliable 提供*=，生成*
dividable 提供/=，生成/
incrementable 提供前置++，生成后置++
decrementable 提供前置–，生成后置–
totally_ordered equality_comparable+less_than_comparable
additive addable+subtractable
multiplicative multipliable+dividable
arithmetic additive+multiplicative

另外它还提供了deferenceable解引用自动生成->和indexable生成下标[]操作符的功能，方式不如上所说，请有需要的读者查阅书籍。 

class Point:
less_than_comparable<Point>
{ public: int x,y,z;
  explicit Point(int a,int b,int c): x(a),y(b),z(c){};
  void print() const {
   cout<<x<<" "<<y<<" "<<z<<endl;}
  friend bool operator <(const Point& a, const Point& b)
    {
     return (a.x*a.x+a.y*a.y+a.z*a.z<b.x*b.x+b.y*b.y+b.z*b.z);
    }
}; int main()
{
    Point a(3,4,4), b(5,0,0); cout<< (a>=b) <<endl; return 0;
}

这个库相当强大，但应用时也非常复杂，需要仔细使用。

anchor.gifexception：强化的异常类

引用： 

#include <boost/exception/all.hpp> using namespace boost;

其精华在于exception类，它可以用<<运算符传入error_info对象的信息，信息可以用get_error_info<…>(…)再取出来，若不存在会返回空指针。

在你定义自己的异常类时，首先虚继承boost::exception，然后为了方便期间typedef一下常见的error_info： 

typedef boost::error_info<struct tag_err_no, int>    err_no;

模板前者是一个标记类，仅是为了标记信息类型，没有什么太大的作用，第二个是其中实际存在的信息。

其中已经预定义了一些有用的error_info，详情请翻阅。

对于已经有异常类的场合，可以用enable_error_info(&e)来包装一个异常类型，拥有boost::exception的全部好处。

anchor.gifuuid：简单标识符

uuid是一个16字节的标识符，它在标记一个实体时很有用。 

#include <boost/uuid/uuid.hpp>  #include <boost/uuid/uuid_generators.hpp>  #include <boost/uuid/uuid_io.hpp>  #include <iostream>  using namespace std; using namespace boost::uuids;  int main()
{
    uuid u; //它默认是没有构造函数的  cout<<u.size()<<endl; //总是16 vector<unsigned char> v(16,7);
    copy(v.begin(),v.end(),u.begin()); //提供了.begin() 
    iterator cout<<u<<endl; //07070707-0707-0707-0707-070707070707 u.data[15]=8; //可以用data访问里面各位的内容  cout<<u<<endl; //07070707-0707-0707-0707-070707070708 u=nil_generator() (); //先从nil_generator类构造临时对象，再执行  cout<<u.is_nil()<<endl; //1 u=string_generator() ("07070707-0707-cdef-0707-070707070708"); //中间没有-也行  cout<<u<<endl;

    uuid baseuuid = string_generator() ("070707070707cdef0707070707070708");
    u=name_generator(baseuuid) ("bob"); //先要指定一个基uuid，然后以其和名字构造出新的uuid cout<<u<<endl; //9bc6794a-bb5e-547a-9ae6-f295ee8feb4d  cout<<(u<baseuuid)<<endl; //uuid可比较 u=random_generator() (); cout<<u<<endl; //随机uuid  return 0;
}

anchor.gifSHA1：重要的摘要算法

引用 

#include <boost/uuid/sha1.hpp>  using namespace boost::uuid::detail;

sha1类提供了

  • .process_byte(abyte)
  • .process_bytes(char*, strlen(char*))
  • .process_block(char*from, char*end)

函数输入数据，然后运行.get_digest(ans)返回unsigned int[5]一个sha值。

anchor.gifutility：小功能汇集

anchor.gifBOOST_BINARY：简单二进制常量表示 

#include <boost/utility.hpp> // 或直接 boost/utility/binary.hpp cout<< BOOST_BINARY(1100 100010 0011) <<endl; //每个空格分的段不能超过8个二进制数字 // 同样可以用 BOOST_BINARY_标准整数后缀 来获得不同格式的数字

anchor.gifBOOST_CURRENT_FUNCTION：返回当前函数声明字符串 

#include <boost/current_function.hpp>

具体返回取决于编译器。

anchor.giflexical_cast：字面量转换

这个恐怕是cpp中最需要的功能之一了，之前数值转换最快的方法仍是atoi之类，现在终于有了Cpp的实现了。可以轻松在字符串和数值间转换，非常方便。

引用 

#include <boost/lexical_cast.hpp>  using namespace boost;

使用 

cout<< lexical_cast<string>(6.256) <<endl; cout<< lexical_cast<double>("56.54")<<endl; cout<< lexical_cast<bool>("1") <<endl; //只能转换0 1 ...

实际上，只要

  • 转换起点可流输出
  • 终点可以流输入，并可缺省和拷贝构造

就能利用这个语法转换。

anchor.gifformat：字符串格式化

引用 

#include <boost/format.hpp> using namespace boost;

用法

先构造一个format对象，之后其重载了%运算符用来向内传参。 

format f("%s:%d+%d=%d\n");
f%"sum"; //参数可以分批传入 cout<< f% 1 % 2 % (1+2) <<endl; //sum:1+2=3 cout<<f.str()<<endl; //指定参数位置也可以... cout<< format("two %1% is %1%%1%") % "sdfsd"<<endl; //two sdfsd is sdfsdsdfsd

语法

  • %05d宽度为5整数，不足补0
  • %-8.3f左对齐，总宽8,小数位3浮点数
  • % 10s10位字符串，不足补
  • %05X宽5大写16进制整数，不足补0

然而，其比printf慢2～5倍，因为其做了很多安全检查。

anchor.gifstring_algo：字符串专用算法

引用、头部分 

#include <boost/algorithm/string.hpp>  #include <boost/typeof/typeof.hpp> #include <boost/assign.hpp> #include <iostream> #include <string> using namespace std; using namespace boost; using namespace boost::assign; void printiter(const string::iterator &a,const string::iterator &b)
{ for (BOOST_AUTO(c,a);c!=b;c++) cout<<*c; cout<<endl;
}

anchor.gif常用判断函数 

int main()
{ string s("Readme.txt"); //注意：i前缀代表无视大小写  _copy后缀代表复制后返回结果（否则原地处理） cout<<to_upper_copy(s)<<endl; //README.TXT cout<<to_lower_copy(s)<<endl; //readme.txt cout<<istarts_with(s,"read")<<endl; //1 cout<<ends_with(s,"tXt")<<endl; //0 cout<<contains(s,"Me")<<endl; //0 cout<<iequals(s,to_upper_copy(s))<<endl; //1 cout<<ilexicographical_compare(s,"rFad")<<endl; //1 字典序比较前者是否小于后者 cout<<all(s,is_lower()) <<endl; //0 s中每一个元素是否都满足后面的函数 /* 下列函数可以用于all  （实际上，他们并不是真正执行，只是返回了真正的函数对象）
     * is_space
     * is_alnum 是否是字母或数字
     * is_alpha 是否是字母
     * is_cntrl 是否为控制字符
     * is_digit 是否是数字
     * is_lower
     * is_upper
     * is_print
     * is_punct 是否是标点
     * is_xdigit 是否是十六进制数字
     * is_any_of
     * if_from_range
     */

anchor.gif比较 

cout<< is_less() ("read","REED") <<endl; //1 cout<< is_not_greater() ("read","REED") <<endl; //1

anchor.gif修剪空格 

cout<<trim_copy( string("  abcd   ") )<<endl; //abcd cout<<trim_right_copy( string("  abcd   ") )<<endl; //  abcd

anchor.gif查找 

//返回一个range对象，其.begin .end可以像迭代器一样访问 iterator_range<string::iterator> r;
    r=find_first(s,"ea");
    printiter(r.begin(),r.end()); //ea r=ifind_nth(s,"E",1);
    printiter(r.begin(),s.end()); //e.txt r=find_tail(s,6);
    printiter(r.begin(),r.end()); //me.txt //还有find_regex等

anchor.gif替换、删除 

//  replace/erase_{first|last|nth|all|head|tail} //  语法同上基本相同，在此不再赘述，replace最后加上一个字符串就行了

anchor.gif分割 

list<BOOST_TYPEOF(r)> l;
    split(l,s,is_any_of(".")); for (BOOST_AUTO(c,l.begin());c!=l.end();++c) cout<<*c<<endl; //Readme //txt vector<BOOST_TYPEOF(r)> v;
    find_all(v,s,"."); for (BOOST_AUTO(c,v.begin());c!=v.end();++c) cout<<*c<<endl; //.

anchor.gif合并 

vector<string> vs =(list_of("abc")("def")("hij")); cout<<join(vs,"|||")<<endl; //abc|||def|||hij //join_if也可用 }

转载于:https://my.oschina.net/u/1866819/blog/359766

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发布者：全栈程序员-用户IM，转载请注明出处：https://javaforall.cn/109616.html原文链接：https://javaforall.cn

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