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Libreria standard C++

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Nel C++, la libreria standard C++ è una collezione di classi e funzioni, che sono scritte nel linguaggio stesso e sono a loro volta parte dello Standard ISO C++ [1].

La libreria standard C++ fornisce una serie di contenitori generici e di funzioni strutturate per manipolarli, insieme a funzioni oggetti, stringhe e stream generici (utili anche per l'input/output su file o a video), funzioni di supporto alla programmazione e matematiche. La libreria standard C++ incorpora anche la libreria standard ISO C90. Tutte le funzioni e le classi sono dichiarate all'interno del namespace std.

Gli header file nella libreria standard del C++ non hanno l'estensione ".h". Tuttavia, la Libreria Standard del C++ include 18 header file dalla libreria standard del C, che terminano con il ".h". Il loro uso è deprecato e mantenuto solo per retrocompatibilità[2].

Esempi

Il linguaggio di programmazione C++ è un linguaggio OOP (object-oriented programming) derivato dal linguaggio C. Il linguaggio C++ ha ereditato dal C la caratteristica che le sue funzioni possono essere definite dal programmatore utente ed inserite in una libreria. Buona parte delle più importanti funzioni del C++, per esempio quelle di ingresso e uscita, sono contenute in una libreria "standard", suscettibile però di modifica. Per esempio se il programma scritto in C++ deve ricevere e stampare su schermo dei dati esso dovrà contenere nelle definizioni iniziali il file di header iostream; cioè supponendo di voler scrivere Hello world allora il programma sarà scritto: 

#include <iostream> 
// richiama dalla libreria standard il file header iostream

using namespace std;
//direttiva propria del c++ per dichiarare l'uso dello spazio dei nomi della libreria standard

int main () {                     //int è un identificatore che indica che
 cout << "Hello world " << endl;  //la funzione main, anch'essa presente
 return 0;                        //nella libreria standard del c/c++,
}                                 //restituisce un valore intero, zero
                                  //se il programma è stato eseguito correttamente.
                                  //In particolare main rappresenta il corpo
                                  //del programma principale.

Implementazioni

Nome Sito web Acronimo Licenza Ultima versione
GNU C++ Standard Library [1] libstdc++ GPLv3 11/15/2021
LLVM C++ Standard Library [2] libc++ Apache License v2.0 with LLVM Exceptions 9/30/2021
NVIDIA C++ Standard Library [3] libcu++ Apache License v2.0 with LLVM Exceptions 8/9/2021
Microsoft C++ Standard Library [4] MSVC STL Apache License v2.0 with LLVM Exceptions 12/16/2021
HPX C++ Standard Library for Parallelism and Concurrency [5] HPX Boost Software License 1.0 8/12/2021
Electronic Arts Standard Template Library [6] EASTL BSD 3-Clause License 10/20/2021
Dinkum C++ Library [7] Unknown Commercial Unknown
Cray C++ Standard Library [8] Unknown Commercial Unknown

Header standard

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I file seguenti contengono le dichiarazioni della libreria standard C++.

Generici

<any>
Novità in C++17. Fornisce una classe senza tipo std::any.
<atomic>
Novità in C++11. Fornisce la classe template std::atomic, le sue diverse specializzazioni di modelli e più operazioni atomiche.
<chrono>
Fornisce funzioni per le temporizzazioni, come std::chrono::duration, std::chrono::time_point e orologi. A partire da C++20, le nuovità aggiunte sono calendari, fusi orari, nuovi orologi e stringhe di formattazione per orari e intervalli.
<concepts>
Novità in C++20. Fornisce la libreria per le concepts.
<functional>
Fornisce diverse funzioni oggetto, realazzate per l'uso con algoritrmi standard.
<memory>
Fornisce facilities for memory management in C++, including the class template std::unique_ptr.
<memory_resource>
Novità in C++17. Fornisce facilities for creating polymorphic memory allocators whose behaviors can change at runtime.[3]
<scoped_allocator>
Novità in C++11. Fornisce std::scoped_allocator_adaptor.
<stdexcept>
Contains standard exception classes such as std::logic_error and std::runtime_error, both derived from std::exception.
<system_error>
Novità in C++11. Definisce std::error_code
<optional>
Novità in C++17. Fornisce class template std::optional, an optional type.
<stacktrace>
Novità in C++23. Fornisce stack trace operations.
<tuple>
Novità in C++11 e TR1. Fornisce a class template std::tuple, a tuple.
<type_traits>
Novità in C++11. Fornisce metaprogramming facilities working with types.
<utility>
Fornisce various utilities: class template std::pair (two-member tuples), compile-time integer sequences, helpers in constructing vocabulary types, functions such as std::move and std::forward, and many more. The namespace std::rel_ops for automatically generating comparison operators is deprecated in C++20 in favor of new defaulted comparison operators.
<variant>
Novità in C++17. Fornisce a class template std::variant, a tagged union type.

Supporto del linguaggio

<compare>
Novità in C++20. Fornisce three-way comparison operator support.
<coroutine>
Novità in C++20. Fornisce coroutine support.
<exception>
Fornisce several types and functions related to exception handling, including std::exception, the base class of all exceptions thrown by the Standard Library.
<initializer_list>
Novità in C++11. Fornisce initializer list support.
<limits>
Fornisce the class template std::numeric_limits, used for describing properties of fundamental numeric types.
<new>
Fornisce operators new and delete and other functions and types composing the fundamentals of C++ memory management.
<source_location>
Novità in C++20. Fornisce capturing source ___location information as alternative to predefined macros such as __LINE__.
<typeinfo>
Fornisce facilities for working with C++ run-time type information.
<version>
Novità in C++20. Fornisce informazioni riguardo l'implementazione corrente della libreria standard C++.[4]

Strutture dati

<array>
Novità in C++11 and TR1. Fornisce the container class template std::array, a container for a fixed sized array.
<bitset>
Fornisce the specialized container class std::bitset, a bit array.
<deque>
Fornisce the container class template std::deque, a double-ended queue.
<forward_list>
Novità in C++11 and TR1. Fornisce the container class template std::forward_list, a singly linked list.
<list>
Fornisce the container class template std::list, a doubly linked list.
<map>
Fornisce the container class templates std::map and std::multimap, sorted associative array and multimap.
<queue>
Fornisce the container adapter class std::queue, a single-ended queue, and std::priority_queue, a priority queue.
<set>
Fornisce the container class templates std::set and std::multiset, sorted associative containers or sets.
<span>
Novità in C++20. Fornisce the container adapter class template std::span, a mutable non-owning view that refers to any contiguous range.
<stack>
Fornisce the container adapter class std::stack, a stack.
<unordered_map>
Novità in C++11 and TR1. Fornisce the container class template std::unordered_map and std::unordered_multimap, hash tables.
<unordered_set>
Novità in C++11 and TR1. Fornisce the container class template std::unordered_set and std::unordered_multiset.
<vector>
Fornisce the container class template std::vector, a dynamic array.

Iteratori e intervalli

<algorithm>
Fornisce definitions of many container algorithms.
<execution>
Fornisce execution policies for parallelized algorithms.
<iterator>
Fornisce classes and templates for working with iterators.
<ranges>
Novità in C++20. Fornisce ranges facilities and lazy evaluated adaptors.

Localizzazione

<locale>
Definisce classes and declares functions that encapsulate and manipulate the information peculiar to a locale.
<codecvt>
Fornisce code conversion facets for various character encodings. This header is deprecated since C++17.

Stringhe

<charconv>
Novità in C++17. Fornisce a locale-independent, non-allocating, and non-throwing string conversion utilities from/to integers and floating points.
<format>
Novità in C++20. Fornisce a modern way of formatting strings including std::format.
<string>
Fornisce the C++ standard string classes and templates.
<string_view>
Novità in C++17. Fornisce class template std::basic_string_view, an immutable non-owning view to any string.
<regex>
Novità in C++11. Fornisce utilities for pattern matching strings using regular expressions.

Streams, Files, e Input/Output

<filesystem>
Novità in C++17. Fornisce facilities for file system operations and their components.
<fstream>
Fornisce facilities for file-based input and output. See fstream.
<iomanip>
Fornisce facilities to manipulate output formatting, such as the base used when formatting integers and the precision of floating point values.
<ios>
Fornisce several types and functions basic to the operation of iostreams.
<iosfwd>
Fornisce forward declarations of several I/O-related class templates.
<iostream>
Fornisce C++ input and output fundamentals. See iostream.
<istream>
Fornisce std::istream and other supporting classes for input.
<ostream>
Fornisce std::ostream and other supporting classes for output.
<spanstream>
Novità in C++23. Fornisce std::spanstream and other fixed character buffer I/O streams.
<sstream>
Fornisce std::stringstream and other supporting classes for string manipulation.
<streambuf>
Fornisce reading and writing functionality to/from certain types of character sequences, such as external files or strings.
<syncstream>
Novità in C++20. Fornisce std::osyncstream and other supporting classes for synchronized output streams.

Libreria di supporto dei thread

<barrier>
Novità in C++20. Fornisce std::barrier, a reusable thread barrier.
<condition_variable>
Novità in C++11. In 32.6-1, condition variables provide synchronization primitives used to block a thread until notified by some other thread that some condition is met or until a system time is reached.
<future>
Novità in C++11. In 32.9.1-1, this section describes components that a C++ program can use to retrieve in one thread the result (value or exception) from a function that has run in the same thread or another thread.
<latch>
Novità in C++20. Fornisce std::latch, a single-use thread barrier.
<mutex>
Novità in C++11. In 32.5-1, this section Fornisce mechanisms for mutual exclusion: mutexes, locks, and call once.
<shared_mutex>
Novità in C++14. Fornisce facitility for shared mutual exclusion.
<semaphore>
Novità in C++20. Fornisce semaphore that models non-negative resource count.
<stop_token>
Novità in C++20. In 32.3.1-1, this section describes components that can be used to asynchronously request that an operation stops execution in a timely manner, typically because the result is no longer required. Such a request is called a stop request.
<thread>
Novità in C++11. Provide class and namespace for working with threads.

Libreria numerica

Components that C++ programs may use to perform seminumerical operations.

<bit>
Novità in C++20. Fornisce bit manipulation facility.
<complex>
Definisce a class template std::complex, and numerous functions for representing and manipulating complex numbers.
<numbers>
Novità in C++20. Fornisce mathematical constants defined in namespace std::numbers.
<random>
Novità in C++11. Facility for generating (pseudo-)random numbers and distributions.
<ratio>
Novità in C++11. Fornisce compile-time rational arithmetic based on class templates.
<valarray>
Definisce five class templates (std::valarray, std::slice_array, std::gslice_array, std::mask_array, and std::indirect_array), two classes (std::slice and std::gslice), and a series of related function templates for representing and manipulating arrays of values.
<numeric>
Generalized numeric operations.

Libreria standard del C

  Lo stesso argomento in dettaglio: Libreria standard del C.

Ogni intestazione della libreria standard C è inclusa nella libreria standard C++ con un nome diverso, generata rimuovendo il .h e aggiungendo una "c" all'inizio; ad esempio, 'time.h' diventa 'ctime'. L'unica differenza tra queste intestazioni e le tradizionali intestazioni della Libreria standard C è che, ove possibile, le funzioni dovrebbero essere collocate nello spazio dei nomi std::. In ISO C, le funzioni nella libreria standard possono essere implementate da macro, cosa che non è consentita da ISO C++.

Note

  1. ^ ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §17-27
  2. ^ ISO/IEC 14882:2003(E) Programming Languages — C++ §D.5
  3. ^ (EN) Bartlomiej Filipek, Polymorphic Allocators, std::vector Growth and Hacking, su bfilipek.com.
  4. ^ (EN) Working Draft, Standard for Programming Language C++ (PDF), in ISO/IEC, 1º aprile 2020, p. 492. URL consultato il 30 aprile 2021.

Voci correlate

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