C++标准库（第二版）英文版.pdf

The C++ Standard Library A Tutorial and Reference (2nd Edition)+cppstdlib-code.zip C++标准库（第二版）英文版.pdf 非扫描版+源代码 Prefaceto the SecondEdition xxiii Acknowledgments for the SecondEdition xxiv Prefaceto the FirstEdition xxv Acknowledgments for the FirstEdition xxvi 1 About This Book 1 1.1 Why This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Before ReadingThis Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Styleand Structure of the Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4 How to ReadThis Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.5 Stateof the Art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.6 Example Codeand AdditionalInformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.7 Feedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 Introduction to C++ and the StandardLibrary 7 2.1 Historyof the C++ Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1.1 Common Questionsabout the C++11 Standard . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1.2 Compatibility between C++98 and C++11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Complexity and Big-O Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 New LanguageFeatures 13 3.1 New C++11 Language Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.1.1 Important MinorSyntax Cleanups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.1.2 AutomaticType Deductionwith auto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1.3 UniformInitialization and Initializer Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1.4 Range-Basedfor Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.1.5 MoveSemanticsand Rvalue References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 viii Contents 3.1.6 New String Literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.7 Keyword noexcept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.1.8 Keyword constexpr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.1.9 New Template Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.1.10 Lambdas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.1.11 Keyword decltype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.12 New Function Declaration Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.13 Scoped Enumerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.14 New FundamentalData Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2 Old “New” Language Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2.1 ExplicitInitialization for FundamentalTypes . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.2.2 Definitionof main() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4 GeneralConcepts 39 4.1 Namespace std . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2 Header Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3 Errorand ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3.1 Standard ExceptionClasses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3.2 Members of ExceptionClasses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.3.3 PassingExceptions with Classexception_ptr . . . . . . . . . . . . . . 52 4.3.4 Throwing Standard Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.3.5 Deriving from Standard ExceptionClasses. . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4 CallableObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.5 Concurrencyand Multithreading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.6 Allocators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5 Utilities 59 5.1 Pairs and Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.1.1 Pairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.1.2 Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.1.3 I/O for Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.1.4 Conversions between tuple sandpairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.2 Smart Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5.2.1 Classshared_ptr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5.2.2 Classweak_ptr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 5.2.3 Misusing Shared Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 5.2.4 Shared and WeakPointersin Detail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.2.5 Classunique_ptr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Contents ix 5.2.6 Classunique_ptrin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 5.2.7 Classauto_ptr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 5.2.8 FinalWordsonSmart Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 5.3 Numeric Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 5.4 Type Traitsand Type Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.4.1 Purposeof Type Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.4.2 Type Traitsin Detail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.4.3 ReferenceWrappers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 5.4.4 Function Type Wrappers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.5 Auxiliary Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.5.1 Processing the Minimumand Maximum. . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.5.2 Swapping Two Va l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.5.3 SupplementaryComparison Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.6 Compile-Time FractionalArithmeticwith Classratio<> . . . . . . . . . . . . . 140 5.7 Clocks and Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.7.1 Overview of the ChronoLibrary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.7.2 Durations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 5.7.3 Clocks and Timepoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 5.7.4 Date and TimeFunctions byC and POSIX . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 5.7.5 Blocking with Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 5.8 Header Files <cstddef> , <cstdlib> ,and <cstring> . . . . . . . . . . . . . . 161 5.8.1 Definitionsin <cstddef> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.8.2 Definitionsin <cstdlib> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 5.8.3 Definitionsin <cstring> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 6 The StandardTe m p l a t e Library 165 6.1 STL Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 6.2 Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 6.2.1 Sequence Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 6.2.2 Associative Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 6.2.3 UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 6.2.4 Associative Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 6.2.5 OtherContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 6.2.6 Container Adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 6.3 Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 6.3.1 Further Examples of UsingAssociative and UnorderedContainers . . . . 193 6.3.2 Iterator Categories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 x Contents 6.4 Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 6.4.1 Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 6.4.2 Handling MultipleRanges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 6.5 Iterator Adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.5.1 Insert Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.5.2 Stream Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 6.5.3 ReverseIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 6.5.4 MoveIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 6.6 User-DefinedGenericFunctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 6.7 ManipulatingAlgorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 6.7.1 “Removing”Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 6.7.2 ManipulatingAssociative and UnorderedContainers . . . . . . . . . . . 221 6.7.3 Algorithms versus MemberFunctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 6.8 Functions as AlgorithmArguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 6.8.1 UsingFunctions as AlgorithmArguments . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 6.8.2 Predicates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 6.9 UsingLambdas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 6.10 Function Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.10.1 Definitionof Function Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.10.2 PredefinedFunction Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 6.10.3 Binders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.10.4 Function Objectsand Bindersversus Lambdas . . . . . . . . . . . . . . . 243 6.11 Container Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 6.11.1 Requirements for Container Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 6.11.2 Va l u eSemanticsor ReferenceSemantics. . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 6.12 Errors and Exceptions inside the STL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 6.12.1 ErrorHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 6.12.2 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 6.13 Extendingthe STL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 6.13.1 Integrating AdditionalTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 6.13.2 Deriving from STL Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 7 STL Containers 253 7.1 Common Container Abilitiesand Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 7.1.1 Container Abilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 7.1.2 Container Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 7.1.3 Container Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Contents xi 7.2 Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 7.2.1 Abilitiesof Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 7.2.2 ArrayOperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 7.2.3 Usingarray s as C-StyleArrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 7.2.4 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7.2.5 TupleInterface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7.2.6 Examples of UsingArrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7.3 Ve c t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.3.1 Abilitiesof Ve c t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.3.2 Ve c t o r Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 7.3.3 UsingVe c t o r sas C-StyleArrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 7.3.4 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 7.3.5 Examples of UsingVe c t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 7.3.6 Classvector<bool> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 7.4 Deques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 7.4.1 Abilitiesof Deques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 7.4.2 Deque Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 7.4.3 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 7.4.4 Examples of UsingDeques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 7.5 Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 7.5.1 Abilitiesof Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 7.5.2 List Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 7.5.3 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 7.5.4 Examples of UsingLists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 7.6 Forward Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 7.6.1 Abilitiesof Forward Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 7.6.2 Forward List Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 7.6.3 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 7.6.4 Examples of UsingForward Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 7.7 Sets and Multisets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 7.7.1 Abilitiesof Sets and Multisets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 7.7.2 Setand MultisetOperations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 7.7.3 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 7.7.4 Examples of UsingSets and Multisets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 7.7.5 Example of Specifying the Sorting Criterion at Runtime . . . . . . . . . . 328 xii Contents 7.8 Mapsand Multimaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 7.8.1 Abilitiesof Mapsand Multimaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 7.8.2 Map and Multimap Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 7.8.3 UsingMapsas Associative Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 7.8.4 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 7.8.5 Examples of UsingMapsand Multimaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 7.8.6 Example with Maps,Strings,and Sorting Criterion at Runtime . . . . . . 351 7.9 UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 7.9.1 Abilitiesof UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 7.9.2 Creating and Controlling UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . 359 7.9.3 OtherOperationsfor UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . 367 7.9.4 The Bucket Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 7.9.5 UsingUnorderedMapsas Associative Arrays . . . . . . . . . . . . . . . 374 7.9.6 ExceptionHandling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 7.9.7 Examples of UsingUnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 7.10 OtherSTL Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 7.10.1 Strings as STL Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 7.10.2 Ordinary C-StyleArrays as STL Containers . . . . . . . . . . . . . . . . 386 7.11 Implementing ReferenceSemantics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 7.12 Whento Use WhichContainer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 8 STL ContainerMembersin Detail 397 8.1 Type Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 8.2 Create, Copy,and DestroyOperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 8.3 Nonmodifying Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 8.3.1 Size Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 8.3.2 Comparison Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 8.3.3 Nonmodifying Operationsfor Associative and UnorderedContainers . . . 404 8.4 Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 8.5 Direct ElementAccess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 8.6 Operationsto Generate Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 8.7 Inserting and RemovingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 8.7.1 Inserting Single Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 8.7.2 Inserting MultipleElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 8.7.3 RemovingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 8.7.4 Resizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Contents xiii 8.8 Special MemberFunctions for Lists and Forward Lists . . . . . . . . . . . . . . . 420 8.8.1 Special MemberFunctions for Lists (and Forward Lists) . . . . . . . . . 420 8.8.2 Special MemberFunctions for Forward Lists Only . . . . . . . . . . . . 423 8.9 Container Policy Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 8.9.1 Nonmodifying Policy Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 8.9.2 ModifyingPolicy Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 8.9.3 Bucket Interface for UnorderedContainers . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 8.10 Allocator Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 8.10.1 FundamentalAllocator Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 8.10.2 Constructorswith Optional Allocator Parameters . . . . . . . . . . . . . 430 9 STL Iterators 433 9.1 Header Files for Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 9.2 Iterator Categories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 9.2.1 Output Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 9.2.2 Input Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 9.2.3 Forward Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 9.2.4 BidirectionalIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 9.2.5 Random-Access Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 9.2.6 The Incrementand DecrementProblem of Ve c t o r Iterators . . . . . . . . 440 9.3 Auxiliary Iterator Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 9.3.1 advance() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 9.3.2 next()and prev(). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 9.3.3 distance() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 9.3.4 iter_swap() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 9.4 Iterator Adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 9.4.1 ReverseIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 9.4.2 Insert Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 9.4.3 Stream Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 9.4.4 MoveIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 9.5 Iterator Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 9.5.1 WritingGenericFunctions for Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 9.6 WritingUser-DefinedIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 xiv Contents 10 STL Function Objectsand UsingLambdas 475 10.1 The Conceptof Function Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 10.1.1 Function Objectsas Sorting Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 10.1.2 Function Objectswith Internal State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 10.1.3 The Return Va l u eof for_each() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 10.1.4 Predicatesversus Function Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 10.2 PredefinedFunction Objectsand Binders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 10.2.1 PredefinedFunction Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 10.2.2 Function Adapters and Binders. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 10.2.3 User-DefinedFunction Objectsfor Function Adapters . . . . . . . . . . . 495 10.2.4 Deprecated Function Adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 10.3 UsingLambdas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 10.3.1 Lambdas versus Binders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 10.3.2 Lambdas versus StatefulFunction Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . 500 10.3.3 Lambdas Calling Global and MemberFunctions . . . . . . . . . . . . . . 502 10.3.4 Lambdas as HashFunction, Sorting,or Equivalence Criterion . . . . . . . 504 11 STL Algorithms 505 11.1 AlgorithmHeader Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 11.2 AlgorithmOverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 11.2.1 A BriefIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 11.2.2 Classification of Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 11.3 Auxiliary Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 11.4 The for_each()Algorithm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 11.5 Nonmodifying Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524 11.5.1 Counting Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524 11.5.2 Minimumand Maximum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 11.5.3 SearchingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528 11.5.4 Comparing Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 11.5.5 Predicatesfor Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 11.6 ModifyingAlgorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557 11.6.1 Copying Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557 11.6.2 MovingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561 11.6.3 Transforming and Combining Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 11.6.4 Swapping Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566 11.6.5 AssigningNew Va l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568 11.6.6 ReplacingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571 Contents xv 11.7 RemovingAlgorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 11.7.1 RemovingCertain Va l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 11.7.2 RemovingDuplicates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578 11.8 Mutating Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 11.8.1 Reversingthe Orderof Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 11.8.2 Rotating Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 11.8.3 PermutingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587 11.8.4 Shuffling Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589 11.8.5 MovingElements to the Front . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 11.8.6 Partition into Two Subranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 11.9 Sorting Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 11.9.1 Sorting AllElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 11.9.2 Partial Sorting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599 11.9.3 Sorting Accordingto the n th Element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 11.9.4 HeapAlgorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 11.10 Sorted-Range Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 11.10.1SearchingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 11.10.2MergingElements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614 11.11 Numeric Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623 11.11.1Processing Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623 11.11.2Converting Relativeand Absolute Va l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627 12 SpecialContainers 631 12.1 Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 12.1.1 The Core Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633 12.1.2 Example of UsingStacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633 12.1.3 A User-DefinedStackClass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635 12.1.4 Classstack<> in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 12.2 Queues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 12.2.1 The Core Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639 12.2.2 Example of UsingQueues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640 12.2.3 A User-DefinedQueue Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 12.2.4 Classqueue<> in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 12.3 PriorityQueues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 12.3.1 The Core Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 12.3.2 Example of UsingPriorityQueues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 12.3.3 Classpriority_queue<> in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 xvi Contents 12.4 Container Adapters in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 12.4.1 Type Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 12.4.2 Constructors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 12.4.3 SupplementaryConstructorsfor PriorityQueues. . . . . . . . . . . . . . 646 12.4.4 Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 12.5 Bitsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650 12.5.1 Examples of UsingBitsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651 12.5.2 Classbitsetin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 13 Strings 655 13.1 Purposeof the String Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656 13.1.1 A First Example: Extractinga Temporary Filename . . . . . . . . . . . . 656 13.1.2 A Second Example: ExtractingWordsand PrintingThemBackward . . . 660 13.2 Description of the String Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 13.2.1 String Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 13.2.2 OperationOverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 13.2.3 Constructorsand Destructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667 13.2.4 Strings and C-Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668 13.2.5 Size and Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669 13.2.6 ElementAccess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671 13.2.7 Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672 13.2.8 Modifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673 13.2.9 Substringsand String Concatenation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676 13.2.10Input/Output Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 13.2.11Searchingand Finding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 13.2.12The Va l u enpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 13.2.13Numeric Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681 13.2.14Iterator Supportfor Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 13.2.15Internationalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 13.2.16Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 13.2.17Strings and Ve c t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 13.3 String Classin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 13.3.1 Type Definitionsand StaticVa l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 13.3.2 Create, Copy,and DestroyOperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 13.3.3 Operationsfor Size and Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696 13.3.4 Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697 13.3.5 Character Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 13.3.6 GeneratingC-Strings and Character Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . 700 Contents xvii 13.3.7 ModifyingOperations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700 13.3.8 Searchingand Finding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708 13.3.9 Substringsand String Concatenation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 13.3.10Input/Output Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712 13.3.11Numeric Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713 13.3.12GeneratingIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714 13.3.13Allocator Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 14 RegularExpressions 717 14.1 The Regex Matchand Search Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 14.2 Dealingwith Subexpressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720 14.3 Regex Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 14.4 Regex Token Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 14.5 ReplacingRegularExpressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 14.6 Regex Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732 14.7 Regex Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 14.8 The Regex ECMAScriptGrammar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 14.9 OtherGrammars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 14.10 BasicRegex Signaturesin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 15 Input/Output UsingStreamClasses 743 15.1 Common Background of I/O Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 15.1.1 Stream Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 15.1.2 Stream Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 15.1.3 Global Stream Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 15.1.4 Stream Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 15.1.5 Manipulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746 15.1.6 A Simple Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746 15.2 FundamentalStream Classesand Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 15.2.1 Classes and ClassHierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 15.2.2 Global Stream Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751 15.2.3 Header Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752 15.3 Standard Stream Operators <<and >> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 15.3.1 Output Operator << . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 15.3.2 Input Operator >> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 15.3.3 Input/Output of Special Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 xviii Contents 15.4 Stateof Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758 15.4.1 Constants for the Stateof Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758 15.4.2 MemberFunctions Accessingthe Stateof Streams. . . . . . . . . . . . . 759 15.4.3 Stream Stateand BooleanConditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 15.4.4 Stream Stateand Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 15.5 Standard Input/Output Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 15.5.1 MemberFunctions for Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768 15.5.2 MemberFunctions for Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 15.5.3 Example Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 15.5.4 sentryObjects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 15.6 Manipulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774 15.6.1 Overview of AllManipulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774 15.6.2 How ManipulatorsWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776 15.6.3 User-DefinedManipulators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 15.7 Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 15.7.1 Format Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 15.7.2 Input/Output Format of BooleanVa l u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781 15.7.3 FieldWidth, Fill Character,and Adjustment . . . . . . . . . . . . . . . . 781 15.7.4 PositiveSign and UppercaseLetters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784 15.7.5 Numeric Base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785 15.7.6 Floating-Point Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787 15.7.7 GeneralFormatting Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 15.8 Internationalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 15.9 File Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791 15.9.1 File Stream Classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791 15.9.2 Rvalue and MoveSemanticsfor File Streams . . . . . . . . . . . . . . . 795 15.9.3 File Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796 15.9.4 RandomAccess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799 15.9.5 UsingFile Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801 15.10 Stream Classesfor Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 15.10.1String Stream Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 15.10.2MoveSemanticsfor String Streams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806 15.10.3char* Stream Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 15.11 Input/Output Operators for User-DefinedTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810 15.11.1Implementing Output Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810 15.11.2Implementing Input Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812 15.11.3Input/Output UsingAuxiliary Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Contents xix 15.11.4User-DefinedFormat Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 15.11.5Conventionsfor User-DefinedInput/Output Operators . . . . . . . . . . . 818 15.12 Connecting Input and Output Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 15.12.1Loose Coupling Usingtie() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 15.12.2TightCoupling UsingStream Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 15.12.3Redirecting Standard Streams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822 15.12.4Streamsfor Readingand Writing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 15.13 The Stream Buffer Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826 15.13.1The Stream Buffer Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826 15.13.2Stream Buffer Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828 15.13.3User-DefinedStream Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832 15.14 PerformanceIssues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844 15.14.1Synchronization with C’sStandard Streams . . . . . . . . . . . . . . . . 845 15.14.2Buffering in Stream Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845 15.14.3UsingStream Buffers Directly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846 16 Internationalization 849 16.1 Character Encodingsand Character Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 16.1.1 Multibyte and Wide-CharacterText . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 16.1.2 Different Character Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851 16.1.3 Dealingwith Character Sets in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852 16.1.4 Character Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853 16.1.5 Internationalization of Special Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 16.2 The Conceptof Locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 16.2.1 UsingLocales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858 16.2.2 Locale Facets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864 16.3 Localesin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866 16.4 Facets in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869 16.4.1 Numeric Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 16.4.2 Monetary Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874 16.4.3 Timeand Date Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884 16.4.4 Character Classification and Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891 16.4.5 String Collation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904 16.4.6 Internationalized Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 xx Contents 17 Numerics 907 17.1 RandomNumbers and Distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907 17.1.1 A First Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908 17.1.2 Engines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912 17.1.3 Enginesin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 915 17.1.4 Distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 17.1.5 Distributionsin Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 921 17.2 Complex Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 17.2.1 Classcomplex<> in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 17.2.2 Examples UsingClasscomplex<> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926 17.2.3 Operationsfor Complex Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928 17.2.4 Classcomplex<> in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935 17.3 Global Numeric Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 17.4 Va l a r r a y s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943 18 Concurrency 945 18.1 The High-Level Interface: async() and Futures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946 18.1.1 A First Example Usingasync() and Futures . . . . . . . . . . . . . . . 946 18.1.2 AnExample of Waitingfor Two Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955 18.1.3 Shared Futures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960 18.2 The Low-Level Interface: Threadsand Promises . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964 18.2.1 Classstd::thread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964 18.2.2 Promises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 18.2.3 Classpackaged_task<> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972 18.3 Startinga Thread in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973 18.3.1 async() in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 18.3.2 Futuresin Detail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975 18.3.3 Shared Futuresin Detail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976 18.3.4 Classstd::promise in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977 18.3.5 Classstd::packaged_task in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977 18.3.6 Classstd::thread in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979 18.3.7 Namespace this_thread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981 18.4 Synchronizing Threads, or the Problem of Concurrency . . . . . . . . . . . . . . 982 18.4.1 Bewareof Concurrency! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 18.4.2 The Reason for the Problem of Concurrent Data Access . . . . . . . . . . 983 18.4.3 WhatExactlyCan GoWrong (the Extent of the Problem) . . . . . . . . . 983 18.4.4 The Features to Solvethe Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987 Contents xxi 18.5 Mutexesand Locks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 18.5.1 UsingMutexesand Locks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 18.5.2 Mutexesand Locks in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 18.5.3 Calling Oncefor MultipleThreads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000 18.6 ConditionVa r i a b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 18.6.1 Purposeof ConditionVa r i a b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 18.6.2 A First Complete Example for ConditionVa r i a b l e s . . . . . . . . . . . . 1004 18.6.3 UsingConditionVa r i a b l e s to Implement a Queue for MultipleThreads . . 1006 18.6.4 ConditionVa r i a b l e s in Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009 18.7 Atomics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012 18.7.1 Example of UsingAtomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012 18.7.2 Atomicsand TheirHigh-Level Interface in Detail . . . . . . . . . . . . . 1016 18.7.3 The C-StyleInterface of Atomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 18.7.4 The Low-Level Interface of Atomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 19 Allocators 1023 19.1 UsingAllocatorsas an Application Programmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023 19.2 A User-DefinedAllocator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024 19.3 UsingAllocatorsas a LibraryProgrammer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026 Bibliography 1031 Newsgroups and Forums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031 Books and Web Sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032 Index 1037 This page intentionally left blank