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C++ 标准库 第二版
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 , ,and . . . . . . . . . . . . . . 161
5.8.1 Definitionsin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.8.2 Definitionsin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.8.3 Definitionsin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 <> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
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