初学时关于C++库的疑问

Posted 2023-02-20 TenkyWoo

　这是我在CSDN上的第一篇博文，我将通过博客文章记录我的编程历程。按以往的经历，很早之前学过的编程语言不及时回顾，在一两年后便会逐渐遗忘，特别当自己在一定情境下要去使用一门语言的时候，却发现自己忘的差不多了，很令人着急。为此，我决定在CSDN上将自己所学到的东西记录下来，一来，可以加深自己的印象，更深入地去理解一门语言，再者可以将此作为整理，方便日后回来温习。本人不是计算机系出身，见解颇有出入，若博文中有什么问题，恳请前辈们赐教，感激不尽！因近日在学习C++，故先从C++这门有趣的语言开始记录。

　相信不少初学者刚开始接触C++时，会将C++标准库(C++ Standard Library)和标准模板库(STL, Standard Template Library)混淆，不知其中联系，最本质的问题就是出在标准模板库这个命名上，如果将标准模板库更名为标准模板子库(Standard Template Sublibrary)，便会一目了然了，STL其实就是C++标准库的一个子集，而且占据了C++标准库很大的比重。

　使用过C或者C++的人都知道，在编制程序之前，我们都需要在最前面加上#include<>，在尖括号中填入需要使用的头文件名称，而这个头文件就是C++标准库的组成部分。讲到这里我要简单地说明一下头文件(header file)和源文件(source file)的区别，我们每次要去声明一个头文件，但其实头文件里并不包含程序的具体实现，而是类似于一个接口(Interface)，在其中定义了各种函数、类、变量等，在我们自己编的程序和源文件(头文件的实现)之间搭起了一座桥梁。从以上分析可以看出头文件(.h文件)的代码是比相应的源文件(.cpp文件)的代码少的，以我目前的水平是不能领略源文件里的精华了。

　为更多地认识到C++标准库里的内容，我翻阅了百度百科，上面有对C++库的准确定义，它是类库和函数的集合，使用核心语言写成，现在已经发展到了C++11的标准。为此C++标准库可以被分为标准函数库和面向对象类库，显然，这里所谓的库都是子库。不妨在这里举个例子，比如C++中的cmath.h头文件就是属于标准函数库里的，里面定义了很多数学函数，比如三角函数(sin,cos,tan)、取整函数(ceil,floor)等，并不涉及类，而STL中常用的各种容器(container)，比如vector,list,map等都是属于面向对象类库的，因为它们都是模板类。看到这里，有人可能会问，那STL应该属于标准函数库还是面向对象类库呢？我的见解是STL并不完全包含于标准函数库和面向对象类库，准确地说，它的一部分是属于标准函数类库(内部有algorithm等头文件)，另一部分则属于面向对象库类，这个应该很好理解，因为C++最大的优势就在于创建了各种数据结构的类模板，方便了程序员编程，这也是我想学习C++的出发点。讲到这里可能有点绕，但多读几遍应该能有所体会。

　C++强大的地方不止于此，因为C++标准库并非是它的全部，有些人可能注意到了文章开头关键词中提到的第三方库(Third-party Library)，所谓第三方库，就是别人在某个领域开发的库，而使用者只需将该库与自己的C++工作平台进行绑定，即可利用该库的头文件(接口)进行编程工作。正是因为第三方库的存在，C++可以在更多的专业领域发挥自己的作用，简化了代码。我目前所了解到的第三方库有boost(C++标准库的扩展)、QT(图形用户界面应用程序框架)、OGRE3D(游戏开发)、OpenCV(计算机视觉开源库)等。在众多的第三方库中，我只接触过OpenCV，使用过第三方库的人都知道第三方库能带给使用者不一样的体验，因为它相当于在C++的基础上创造出了更多有趣的东西，也方便了不同领域的工作者。当然，有趣归有趣，要认真地学完一个库还真不是一件容易的事情，更何况自己连C++的标准库都没有完全吃透，不花个三年二载恐怕很难在某个库里有所造诣。

　最后，我要将上面提到的内容以图的方式呈现在下面，当作一个总结。

　至此，C++的整体结构就呈现在眼前了。而我后面也将循着C++标准库的思路进行记录，深入学习各种头文件后在博文上发表自己的理解，与大家共同探讨。下一篇我将从STL中非常有用的类模板开始讲起。