C++ teknisk rapport 1

C++ Technical Report 1 ( TR1 ) är det vanliga namnet för ISO/IEC TR 19768, C++ Library Extensions, som är ett dokument som föreslog tillägg till C++ standardbiblioteket för språkstandarden C++03 . Tilläggen inkluderar reguljära uttryck , smarta pekare , hashtabeller och slumptalsgeneratorer . TR1 var inte en standard i sig, utan snarare ett utkast till dokument. De flesta av dess förslag blev dock en del av den senare officiella standarden, C++11 . Innan C++11 standardiserades använde leverantörer detta dokument som en guide för att skapa tillägg. Rapportens mål var "att bygga mer utbredd befintlig praxis för ett utökat C++ standardbibliotek".

Rapporten cirkulerades först i utkastform 2005 som Draft Technical Report on C++ Library Extensions och publicerades sedan 2007 som en ISO/IEC-standard som ISO/IEC TR 19768:2007 .

Översikt

Kompilatorer behövde inte inkludera TR1-komponenterna för att överensstämma med C++-standarden, eftersom TR1-förslag inte var en del av själva standarden, bara en uppsättning möjliga tillägg som fortfarande skulle ratificeras. Men det mesta av TR1 var tillgängligt från Boost , och flera kompilator-/biblioteksdistributörer implementerade alla eller några av komponenterna. TR1 är inte den kompletta listan över tillägg till biblioteket som dök upp i C++11 . Till exempel inkluderar C++11 ett trådstödsbibliotek som inte är tillgängligt i TR1.

De nya komponenterna definierades i namnutrymmet std::tr1 för att skilja dem från det då gällande standardbiblioteket.

Komponenter

TR1 innehåller följande komponenter:

Allmänna verktyg

Referensomslag – gör det möjligt att skicka referenser , snarare än kopior, till algoritmer eller funktionsobjekt. Funktionen baserades på Boost.Ref. En omslagsreferens erhålls från en instans av mallklassen reference_wrapper . Wrapper-referenser liknar normala referenser ('&') för C++-språket. används mallklassen ref (för en konstant referens används cref ).

Wrapper-referenser är användbara framför allt för mallfunktioner, när argumentavdrag inte skulle härleda en referens (t.ex. vid vidarebefordran av argument):

 
 

        

     
      

  


 

     0

                        
            

         
            
 #include  <iostream>  #include  <tr1/functional>  void  f  (  int  &  r  )  {  ++  r  ;  }  mall  <  class  Funct  ,  class  Arg  >  void  g  (  Funct  f  ,  Arg  t  )  {  f  (  t  );  }  int  main  ()  {  int  i  =  ;  g  (  f  ,  i  );  // 'g< void(int &r), int >' är instansierad  std  ::  cout  <<  i  <<  "  \n  "  ;  // Output: 0  g  (  f  ,  std  ::  tr1  ::  ref  (  i  )  );  // 'g< void(int &r), reference_wrapper<int> >' är instansad  std  ::  cout  <<  i  <<  "  \n  "  ;  // Utdata: 1  } 

Smarta pekare – lägger till flera klasser som förenklar hanteringen av objektlivstid i komplexa fall. Tre huvudklasser läggs till:

• shared_ptr – en referensräknad smart pekare
• weak_ptr – en variant av shared_ptr som inte ökar referensantalet

Förslaget bygger på Boost Smart Pointer-biblioteket.

Funktionsobjekt

Dessa fyra moduler läggs till i rubrikfilen <functional> :

Polymorphic function wrapper ( function ) – kan lagra vilken funktion som helst (funktionspekare, medlemfunktionspekare och funktionsobjekt) som använder en specificerad funktionsanropssignatur. Typen beror inte på vilken typ av anropsbar som används. Baserat på Boost.Function

Funktionsobjektbindare ( bind ) – kan binda alla parameterparametrar till funktionsobjekt. Funktionssammansättning är också tillåten. Detta är en generaliserad version av standard bindningsfunktionerna std::bind1st och std::bind2nd . Funktionen är baserad på Boost Bind-biblioteket.

Funktionsreturtyper ( result_of ) – bestämmer typen av ett anropsuttryck.

Medlemsfunktioner ( mem_fn ) – förbättring av standarden std::mem_fun och std::mem_fun_ref . Tillåter att pekare till medlemsfunktioner behandlas som funktionsobjekt. Baserat på Boost Mem Fn-biblioteket.

Metaprogrammering och typegenskaper

Det finns nu <type_traits> header-fil som innehåller många användbara egenskapsmeta-mallar, såsom is_pod , has_virtual_destructor , remove_extent , etc. Den underlättar metaprogrammering genom att aktivera frågor på och transformation mellan olika typer . Förslaget är baserat på biblioteket Boost Type Traits.

Numeriska faciliteter

Generering av slumptal

• ny <random> header-fil – variate_generator , mersenne_twister , poisson_distribution , etc.
• verktyg för att generera slumptal med någon av flera pseudoslumptalsgeneratorer, motorer och sannolikhetsfördelningar

Matematiska specialfunktioner

Vissa funktioner i TR1, såsom de matematiska specialfunktionerna och vissa C99-tillägg, ingår inte i Visual C++-implementeringen av TR1. Biblioteket för matematiska specialfunktioner standardiserades inte i C++11.

• tillägg till rubrikfilerna <cmath> / <math.h> – beta , legendre , etc.

Dessa funktioner kommer sannolikt att vara av stort intresse för programmerare inom ingenjörs- och vetenskapliga discipliner.

Följande tabell visar alla 23 specialfunktioner som beskrivs i TR1.

Funktionsnamn	Funktionsprototyp	Matematiskt uttryck
Associerade Laguerre polynom	dubbel assoc_laguerre (osignerad n, osignerad m, dubbel x);	${L_{n}}^{m}(x)=(-1)^ {m}{\frac {d^{m}}{dx^{m}}}L_{n+m}(x),{\text{ för }}x\geq 0$
Associerade Legendre polynom	dubbel assoc_legendre (osignerad l, osignerad m, dubbel x);	${P_{l}}^{m}(x)=(1- x^{2})^{m/2}{\frac {d^{m}}{dx^{m}}}P_{l}(x),{\text{ för }}x\geq 0$
Betafunktion	dubbel beta (dubbel x, dubbel y);	$\mathrm {B} (x,y)={\frac {\Gamma (x)\Gamma (y)} {\Gamma (x+y)}}$
Komplett elliptisk integral av det första slaget	dubbel komp_ellint_1 (dubbel k);	$K(k)=F\left(k,\textstyle {\frac {\pi }{ 2}}\right)=\int _{0}^{\frac {\pi }{2}}{\frac {d\theta }{\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2} \theta }}}$
Komplett elliptisk integral av det andra slaget	dubbel komp_ellint_2 (dubbel k);	$E\left(k,\textstyle {\frac {\pi }{2}}\right)=\int _ {0}^{\frac {\pi }{2}}{\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2}\theta }}\;d\theta$
Komplett elliptisk integral av det tredje slaget	dubbel komp_ellint_3 (dubbel k, dubbel nu);	$\Pi \left(\nu ,k,\textstyle {\frac {\pi }{2}}\right)=\int _{0}^{\frac {\pi }{2}}{\frac {d\theta }{(1-\nu \sin ^{2} \theta ){\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2}\theta }}}}$
Sammanflytande hypergeometriska funktioner	dubbel conf_hyperg (dubbel a, dubbel c, dubbel x);	$F(a,c,x)={\frac {\Gamma (c)}{\Gamma (a)}}\summa _{n=0}^{\infty }{\frac {\Gamma ( a+n)x^{n}}{\Gamma (c+n)n!}}$
Regelbundna modifierade cylindriska Bessel-funktioner	dubbel cyl_bessel_i (dubbel nu, dubbel x);	$I_{\nu }(x)=i^{-\nu }J_{\nu }(ix)=\summa _{k=0}^{ \infty }{\frac {(x/2)^{\nu +2k}}{k!\;\Gamma (\nu +k+1)}},{\text{ för }}x\geq 0$
Cylindriska Bessel-funktioner av det första slaget	dubbel cyl_bessel_j (dubbel nu, dubbel x);	$J_{\nu }(x)=\summa _{k=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{k}\ ;(x/2)^{\nu +2k}}{k!\;\Gamma (\nu +k+1)}},{\text{ för }}x\geq 0$
Oregelbundna modifierade cylindriska Bessel-funktioner	dubbel cyl_bessel_k ( dubbel nu, dubbel x );	${\begin{aligned}K_{\nu }(x )&=\textstyle {\frac {\pi }{2}}i^{\nu +1}{\big (}J_{\nu}(ix)+iN_{\nu}(ix){\big ) }\\&={\begin{cases}\displaystyle {\frac {I_{-\nu}(x)-I_{\nu}(x)}{\sin \nu \pi }},&{\text {för }}x\geq 0{\text{ och }}\nu \notin \mathbb {Z} \\[10pt]\displaystyle {\frac {\pi }{2}}\lim _{\mu \to \nu }{\frac {I_{-\mu }(x)-I_{\mu}(x)}{\sin \mu \pi }},&{\text{för }}x<0{\text { och }}\nu \i \mathbb {Z} \\\end{cases}}\end{aligned}}$
Cylindriska Neumann-funktioner Cylindriska Bessel-funktioner av det andra slaget	dubbel cyl_neumann (dubbel nu, dubbel x);	$N_{\nu }(x)={\begin{cases}\displaystyle {\frac {J_{\nu }(x)\ cos \nu \pi -J_{-\nu }(x)}{\sin \nu \pi }},&{\text{för }}x\geq 0{\text{ och }}\nu \notin \ mathbb {Z} \\[10pt]\displaystyle \lim _{\mu \to \nu }{\frac {J_{\mu }(x)\cos \mu \pi -J_{-\mu }(x) }{\sin \mu \pi }},&{\text{för }}x<0{\text{ och }}\nu \i \mathbb {Z} \\\end{fall}}$
Ofullständig elliptisk integral av det första slaget	dubbel ellint_1 (dubbel k, dubbel phi);	$F(k,\phi )=\int _{0}^{\phi }{\frac {d\theta }{\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2}\ theta }}},{\text{ för }}\left|k\right|\leq 1$
Ofullständig elliptisk integral av det andra slaget	dubbel ellint_2 (dubbel k, dubbel phi);	$\displaystyle E(k,\phi )=\int _{0}^{\phi }{\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2}\theta }}d\theta ,{\text{ för }}\left|k\right|\leq 1$
Ofullständig elliptisk integral av det tredje slaget	dubbel ellint_3 (dubbel k, dubbel nu, dubbel phi);	$\Pi (k,\nu ,\phi )=\int _{0}^{\phi }{\frac {d\theta }{\left(1-\nu \sin ^{2} \theta \right){\sqrt {1-k^{2}\sin ^{2}\theta }}}},{\text{ för }}\left|k\right|\leq 1$
Exponentiell integral	dubbel expint (dubbel x);	$\displaystyle {\mbox{E}}i(x)=-\int _{-x}^{\infty }{\frac {e ^{-t}}{t}}\,dt}$
Hermitpolynom	dubbel eremit (osignerad n, dubbel x);	$H_{n}(x)=(-1)^{n}e^{x^{2} }{\frac {d^{n}}{dx^{n}}}e^{-x^{2}}\,\!$
Hypergeometrisk serie	dubbel hyperg (dubbel a, dubbel b, dubbel c, dubbel x);	$F(a,b,c,x)={\frac {\Gamma (c)}{\Gamma (a)\Gamma (b)}}\summa _{n=0}^{\infty } {\frac {\Gamma (a+n)\Gamma (b+n)}{\Gamma (c+n)}}{\frac {x^{n}}{n!}}$
Laguerre polynom	dubbel laguerre (osignerad n, dubbel x);	$L_{n}(x)={\frac {e^{x}}{n!}}{\frac {d^{n }}{dx^{n}}}\left(x^{n}e^{-x}\right),{\text{ för }}x\geq 0$
Legendre polynom	dubbel legendre (osignerad l, dubbel x);	$P_{l}(x)={1 \över 2^{l}l!}{d^{l} \över dx^{l}}(x^{2}-1)^{ l},{\text{ för }}\left|x\right|\leq 1$
Riemann zeta funktion	dubbel riemann_zeta (dubbel x);	${ \displaystyle \mathrm {Z} (x)={\begin{cases}\displaystyle \sum _{k=1}^{\infty }k^{-x},&{\text{för }}x>1 \\[10pt]\displaystyle 2^{x}\pi ^{x-1}\sin \left({\frac {x\pi}{2}}\right)\Gamma (1-x)\zeta ( 1-x),&{\text{för }}x<1\\\end{case}}}$
Sfäriska Bessel-funktioner av det första slaget	dubbel sph_bessel (osignerad n, dubbel x);	$j_{n}(x)={\sqrt {\frac {\pi }{2x}}}J_{ n+1/2}(x),{\text{ för }}x\geq 0$
Sfäriskt associerade Legendre-funktioner	dubbel sph_legendre (osignerad l, osignerad m, dubbel theta);	$Y_{l}^{m}(\theta ,0){\text{ där }}Y_{l}^{m}(\theta ,\phi )=(-1)^{m} \left[{\frac {(2l+1)}{4\pi }}{\frac {(lm)!}{(l+m)!}}\right]^{1 \over 2}P_{l }^{m}(\cos \theta )e^{\mathrm {i} m\phi },{\text{ för }}|m|\leq l$
Sfäriska Neumann-funktioner Sfäriska Bessel-funktioner av det andra slaget	dubbel sph_neumann (osignerad n, dubbel x);	$n_{n}(x)=\left({\frac {\pi }{2x}} \right)^{\frac {1}{2}}N_{n+{\frac {1}{2}}}(x),{\text{ för }}x\geq 0$

Varje funktion har ytterligare två varianter. Att lägga till suffixet ' f ' eller ' l ' till ett funktionsnamn ger en funktion som fungerar på flytande respektive långa dubbla värden. Till exempel:

       
          float  sph_neumannf  (  osignerad  n  ,  float  x  )  ;  lång  dubbel  sph_neumannl  (  osignerad  n  ,  lång  dubbel  x  )  ; 

Behållare

Tuple typer

• ny <tuple> -huvudfil – tuple
• baserat på Boost Tuple-biblioteket
• vagt en förlängning av standarden std::pair
• fast storlek samling av element, som kan vara av olika typer

Array med fast storlek

• ny <array> -huvudfil – array
• hämtat från Boost Array-biblioteket
• i motsats till dynamiska arraytyper som standarden std::vector

Hash tabeller

• nya <unordered_set> , < unordered_map > rubrikfiler
• de implementerar klasserna unordered_set , unordered_multiset , unordered_map och unordered_multimap , analogt med set , multiset , map , respektive multimap ,
  • tyvärr kan unordered_set och unordered_multiset inte användas med standarden set_union , set_interference , set_interference , set_interference och_ biblioteksfunktioner, som arbete för set och multiset
• ny implementering, inte härledd från ett befintligt bibliotek, inte helt API-kompatibelt med befintliga bibliotek
• som alla hashtabeller , ger ofta konstant tidsuppslagning av element men i värsta fall kan vara linjär i storleken på behållaren

Vanliga uttryck

• ny <regex> -huvudfil – regex , regex_match , regex_search , regex_replace , etc.
• baserat på Boost RegEx-bibliotek
• mönstermatchande bibliotek

C kompatibilitet

C++ är designat för att vara kompatibelt med programmeringsspråket C , men är inte en strikt superset av C på grund av divergerande standarder. TR1 försöker förena några av dessa skillnader genom tillägg till olika rubriker i C++-biblioteket, såsom <complex>, <locale>, <cmath>, etc. Dessa ändringar hjälper till att bringa C++ mer i linje med C99-versionen av C : n standard (inte alla delar av C99 ingår i TR1).

Teknisk rapport 2

2005 gjordes en förfrågan om förslag på en TR2 med särskilt intresse för Unicode, XML/HTML, Nätverk och användbarhet för nybörjare. TR2 inbjudan att lämna förslag .

Några av förslagen inkluderade:

• Trådar [1]
• Asio C++-biblioteket (nätverk [2] [3] ).
• Signaler/Slots [sigc Förslag till standardisering i C++ Library TR2] [4]
• Filsystembibliotek Filsystembibliotek för TR2 – Baserat på Boost Filesystem Library, för sökning/manipulation av sökvägar, filer och kataloger.
• Boosta alla bibliotek Alla biblioteksförslag för TR2
• Lexical Conversion Library Conversion Library Förslag för TR2
• Nya strängalgoritmer Förslag till nya strängalgoritmer i TR2
• Mot en mer komplett taxonomi av algebraiska egenskaper för numeriska bibliotek i TR2 ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 - Papers 2008
• Lägger till heterogen jämförelseuppslag till associativa behållare för TR2 [5]

Efter utlysningen av förslag till TR2 ändrades ISO-rutinerna, så det blir ingen TR2. Istället kommer förbättringar av C++ att publiceras i ett antal tekniska specifikationer. Några av förslagen som listas ovan är redan inkluderade i C++-standarden eller i utkastversioner av de tekniska specifikationerna.

Se även

• C++11 , standard för programmeringsspråket C++; biblioteksförbättringarna baserades på TR1
• C11 (C standard revision), den senaste standarden för programmeringsspråket C
• Boost library , en stor samling bärbara C++-bibliotek, av vilka flera inkluderades i TR1
• Standard Template Library , en del av det nuvarande C++ Standard Library

Källor

• ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 — Draft Technical Report on C++ Library Extensions ( PDF) (Rapport). 2005-06-24.
• ISO/IEC TR 19768:2007 — Informationsteknologi — Programmeringsspråk — Teknisk rapport om C++ Library Extensions ( Rapport). nov 2007.
•   Becker, Peter (2006). C++ Standard Library Extensions: En handledning och referens . Addison-Wesley Professional. ISBN 0-321-41299-0 .

externa länkar

• Scott Meyers effektiva C++: TR1 Information – innehåller länkar till TR1-förslagsdokumenten som ger bakgrund och motivering för TR1-biblioteken.