C++资源之不完全导引 [下] 撰文/ 曾毅 陶文 最后更新：2004年6月12日
声明： .本文2004年5月首发于《CSDN开发高手》，版权归该杂志与《程序员》杂志社所有。杂志限于篇幅部分内容有所删节，此处版本为相对完整版本。 .本文为介绍性文章，会随笔者学习C++语言不断更新。 |
库 在C++中，库的地位是非常高的。C++之父 Bjarne Stroustrup先生多次表示了设计库来扩充功能要好过设计更多的语法的言论。现实中，C++的库门类繁多，解决的问题也是极其广泛，库从轻量级到重量级的都有。不少都是让人眼界大开，亦或是望而生叹的思维杰作。由于库的数量非常庞大，而且限于笔者水平，其中很多并不了解。所以文中所提的一些库都是比较著名的大型库。 标准库 标准库中提供了C++程序的基本设施。虽然C++标准库随着C++标准折腾了许多年，直到标准的出台才正式定型，但是在标准库的实现上却很令人欣慰得看到多种实现，并且已被实践证明为有工业级别强度的佳作。 1、 Dinkumware C++ Library 参考站点：http://www.dinkumware.com/ P.J. Plauger编写的高品质的标准库。P.J. Plauger博士是Dr. Dobb's程序设计杰出奖的获得者。其编写的库长期被Microsoft采用，并且最近Borland也取得了其OEM的license，在其C/C++的产品中采用Dinkumware的库。 2、 RogueWave Standard C++ Library 参考站点：http://www.roguewave.com/ 这个库在Borland C++ Builder的早期版本中曾经被采用，后来被其他的库给替换了。笔者不推荐使用。 3、SGI STL 参考站点：http://www.roguewave.com/ SGI公司的C++标准模版库。 4、STLport 参考站点：http://www.stlport.org/ SGI STL库的跨平台可移植版本。 准标准库——Boost Boost库是一个经过千锤百炼、可移植、提供源代码的C++库，作为标准库的后备，是C++标准化进程的发动机之一。 Boost库由C++标准委员会库工作组成员发起，在C++社区中影响甚大，其成员已近2000人。 Boost库为我们带来了最新、最酷、最实用的技术，是不折不扣的“准”标准库。 Boost中比较有名气的有这么几个库：
Regex | 正则表达式库 | Spirit | LL parser framework，用C++代码直接表达EBNF | Graph | 图组件和算法 | Lambda | 在调用的地方定义短小匿名的函数对象，很实用的functional功能 | concept check | 检查泛型编程中的concept | Mpl | 用模板实现的元编程框架 | Thread | 可移植的C++多线程库 | Python | 把C++类和函数映射到Python之中 | Pool | 内存池管理 | smart_ptr | 5个智能指针，学习智能指针必读，一份不错的参考是来自CUJ的文章： Smart Pointers in Boost,哦，这篇文章可以查到，CUJ是提供在线浏览的。中文版见笔者在《Dr. Dobb's Journal软件研发杂志》第7辑上的译文。 |
Boost总体来说是实用价值很高，质量很高的库。并且由于其对跨平台的强调，对标准C++的强调，是编写平台无关，现代C++的开发者必备的工具。但是Boost中也有很多是实验性质的东西，在实际的开发中实用需要谨慎。并且很多Boost中的库功能堪称对语言功能的扩展，其构造用尽精巧的手法，不要贸然的花费时间研读。Boost另外一面，比如Graph这样的库则是具有工业强度，结构良好，非常值得研读的精品代码，并且也可以放心的在产品代码中多多利用。 参考站点：http://www.boost.org（国内镜像：http://www.c-view.org/tech/lib/boost/index.htm） GUI 在众多C++的库中，GUI部分的库算是比较繁荣，也比较引人注目的。在实际开发中，GUI库的选择也是非常重要的一件事情，下面我们综述一下可选择的GUI库，各自的特点以及相关工具的支持。 1、 MFC 大名鼎鼎的微软基础类库（Microsoft Foundation Class）。大凡学过VC++的人都应该知道这个库。虽然从技术角度讲，MFC是不大漂亮的，但是它构建于Windows API 之上，能够使程序员的工作更容易,编程效率高，减少了大量在建立 Windows 程序时必须编写的代码，同时它还提供了所有一般 C++ 编程的优点，例如继承和封装。MFC 编写的程序在各个版本的Windows操作系统上是可移植的，例如，在 Windows 3.1下编写的代码可以很容易地移植到 Windows NT 或 Windows 95 上。但是在最近发展以及官方支持上日渐势微。 2、 QT 参考网站：http://www.trolltech.com/ Qt是Trolltech公司的一个多平台的C++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。Qt是完全面向对象的很容易扩展，并且允许真正地组件编程。自从1996年早些时候，Qt进入商业领域，它已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的基础。Qt也是流行的Linux桌面环境KDE 的基础，同时它还支持Windows、Macintosh、Unix/X11等多种平台。 3、WxWindows 参考网站：http://www.wxwindows.org/ 跨平台的GUI库。因为其类层次极像MFC，所以有文章介绍从MFC到WxWindows的代码移植以实现跨平台的功能。通过多年的开发也是一个日趋完善的GUI库，支持同样不弱于前面两个库。并且是完全开放源代码的。新近的C++ Builder X的GUI设计器就是基于这个库的。 4、Fox 开放源代码的GUI库。作者从自己亲身的开发经验中得出了一个理想的GUI库应该是什么样子的感受出发，从而开始了对这个库的开发。有兴趣的可以尝试一下。 参考网站：http://www.fox-toolkit.org/ 5、 WTL 基于ATL的一个库。因为使用了大量ATL的轻量级手法，模板等技术，在代码尺寸，以及速度优化方面做得非常到位。主要面向的使用群体是开发COM轻量级供网络下载的可视化控件的开发者。 6、 GTK 参考网站：http://gtkmm.sourceforge.net/ GTK是一个大名鼎鼎的C的开源GUI库。在Linux世界中有Gnome这样的杀手应用。而GTK就是这个库的C++封装版本。 网络通信 ACE 参考网站：http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/ACE.html C++库的代表，超重量级的网络通信开发框架。ACE自适配通信环境（Adaptive Communication Environment）是可以自由使用、开放源代码的面向对象框架，在其中实现了许多用于并发通信软件的核心模式。ACE提供了一组丰富的可复用C++包装外观（Wrapper Facade）和框架组件，可跨越多种平台完成通用的通信软件任务，其中包括：事件多路分离和事件处理器分派、信号处理、服务初始化、进程间通信、共享内存管理、消息路由、分布式服务动态（重）配置、并发执行和同步，等等。 StreamModule 参考网站：http://www.omnifarious.org/StrMod/ 设计用于简化编写分布式程序的库。尝试着使得编写处理异步行为的程序更容易，而不是用同步的外壳包起异步的本质。 SimpleSocket 参考网站：http://home.hetnet.nl/~lcbokkers/simsock.htm 这个类库让编写基于socket的客户/服务器程序更加容易。 A Stream Socket API for C++ 参考网站：http://www.pcs.cnu.edu/~dgame/sockets/socketsC++/sockets.html 又一个对Socket的封装库。 XML Xerces 参考网站：http://xml.apache.org/xerces-c/ Xerces-C++ 是一个非常健壮的XML解析器，它提供了验证，以及SAX和DOM API。XML验证在文档类型定义(Document Type Definition，DTD)方面有很好的支持，并且在2001年12月增加了支持W3C XML Schema 的基本完整的开放标准。 XMLBooster 参考网站：http://www.xmlbooster.com/ 这个库通过产生特制的parser的办法极大的提高了XML解析的速度，并且能够产生相应的GUI程序来修改这个parser。在DOM和SAX两大主流XML解析办法之外提供了另外一个可行的解决方案。 Pull Parser 参考网站：http://www.extreme.indiana.edu/xgws/xsoap/xpp/ 这个库采用pull方法的parser。在每个SAX的parser底层都有一个pull的parser，这个xpp把这层暴露出来直接给大家使用。在要充分考虑速度的时候值得尝试。 Xalan 参考网站：http://xml.apache.org/xalan-c/ Xalan是一个用于把XML文档转换为HTML，纯文本或者其他XML类型文档的XSLT处理器。 CMarkup 参考网站：http://www.firstobject.com/xml.htm 这是一种使用EDOM的XML解析器。在很多思路上面非常灵活实用。值得大家在DOM和SAX之外寻求一点灵感。 libxml++ http://libxmlplusplus.sourceforge.net/ libxml++是对著名的libxml XML解析器的C++封装版本 科学计算 Blitz++ 参考网站：http://www.oonumerics.org/blitz/ Blitz++ 是一个高效率的数值计算函数库，它的设计目的是希望建立一套既具像C++ 一样方便，同时又比Fortran速度更快的数值计算环境。通常，用C++所写出的数值程序，比 Fortran慢20%左右，因此Blitz++正是要改掉这个缺点。方法是利用C++的template技术，程序执行甚至可以比Fortran更快。Blitz++目前仍在发展中，对于常见的SVD，FFTs，QMRES等常见的线性代数方法并不提供，不过使用者可以很容易地利用Blitz++所提供的函数来构建。 POOMA 参考网站：http://www.codesourcery.com/pooma/pooma POOMA是一个免费的高性能的C++库，用于处理并行式科学计算。POOMA的面向对象设计方便了快速的程序开发，对并行机器进行了优化以达到最高的效率，方便在工业和研究环境中使用。 MTL 参考网站：http://www.osl.iu.edu/research/mtl/ Matrix Template Library(MTL)是一个高性能的泛型组件库，提供了各种格式矩阵的大量线性代数方面的功能。在某些应用使用高性能编译器的情况下，比如Intel的编译器，从产生的汇编代码可以看出其与手写几乎没有两样的效能。 CGAL 参考网站：www.cgal.org Computational Geometry Algorithms Library的目的是把在计算几何方面的大部分重要的解决方案和方法以C++库的形式提供给工业和学术界的用户。 游戏开发 Audio/Video 3D C++ Programming Library 参考网站：http://www.galacticasoftware.com/products/av/ AV3D是一个跨平台，高性能的C++库。主要的特性是提供3D图形，声效支持（SB,以及S3M），控制接口（键盘，鼠标和遥感），XMS。 KlayGE 参考网站：http://home.g365.net/enginedev/ 国内游戏开发高手自己用C++开发的游戏引擎。KlayGE是一个开放源代码、跨平台的游戏引擎，并使用Python作脚本语言。KlayGE在LGPL协议下发行。感谢龚敏敏先生为中国游戏开发事业所做出的贡献。 OGRE 参考网站：http://www.ogre3d.org OGRE（面向对象的图形渲染引擎）是用C++开发的，使用灵活的面向对象3D引擎。它的目的是让开发者能更方便和直接地开发基于3D硬件设备的应用程序或游戏。引擎中的类库对更底层的系统库（如：Direct3D和OpenGL）的全部使用细节进行了抽象，并提供了基于现实世界对象的接口和其它类。 线程 C++ Threads 参考网站：http://threads.sourceforge.net/ 这个库的目标是给程序员提供易于使用的类，这些类被继承以提供在Linux环境中很难看到的大量的线程方面的功能。 ZThreads 参考网站：http://zthread.sourceforge.net/ 一个先进的面向对象，跨平台的C++线程和同步库。 序列化 s11n 参考网站：http://s11n.net/ 一个基于STL的C++库，用于序列化POD，STL容器以及用户定义的类型。 Simple XML Persistence Library 参考网站：http://sxp.sourceforge.net/ 这是一个把对象序列化为XML的轻量级的C++库。 字符串 C++ Str Library 参考网站：http://www.utilitycode.com/str/ 操作字符串和字符的库，支持Windows和支持gcc的多种平台。提供高度优化的代码，并且支持多线程环境和Unicode，同时还有正则表达式的支持。 Common Text Transformation Library 参考网站：http://cttl.sourceforge.net/ 这是一个解析和修改STL字符串的库。CTTL substring类可以用来比较，插入，替换以及用EBNF的语法进行解析。 GRETA 参考网站：http://research.microsoft.com/projects/greta/ 这是由微软研究院的研究人员开发的处理正则表达式的库。在小型匹配的情况下有非常优秀的表现。 综合 P::Classes 参考网站：http://pclasses.com/ 一个高度可移植的C++应用程序框架。当前关注类型和线程安全的signal/slot机制，i/o系统包括基于插件的网络协议透明的i/o架构，基于插件的应用程序消息日志框架，访问sql数据库的类等等。 ACDK - Artefaktur Component Development Kit 参考网站：http://acdk.sourceforge.net/ 这是一个平台无关的C++组件框架，类似于Java或者.NET中的框架（反射机制，线程，Unicode，废料收集，I/O，网络，实用工具，XML，等等），以及对Java, Perl, Python, TCL, Lisp, COM 和 CORBA的集成。 dlib C++ library 参考网站：http://www.cis.ohio-state.edu/~kingd/dlib/ 各种各样的类的一个综合。大整数，Socket，线程，GUI，容器类,以及浏览目录的API等等。 Chilkat C++ Libraries 参考网站：http://www.chilkatsoft.com/cpp_libraries.asp 这是提供zip，e-mail，编码，S/MIME，XML等方面的库。 C++ Portable Types Library (PTypes) 参考网站：http://www.melikyan.com/ptypes/ 这是STL的比较简单的替代品，以及可移植的多线程和网络库。 LFC 参考网站：http://lfc.sourceforge.net/ 哦，这又是一个尝试提供一切的C++库 其他库 Loki 参考网站：http://www.moderncppdesign.com/ 哦，你可能抱怨我早该和Boost一起介绍它，一个实验性质的库。作者在loki中把C++模板的功能发挥到了极致。并且尝试把类似设计模式这样思想层面的东西通过库来提供。同时还提供了智能指针这样比较实用的功能。 ATL ATL(Active Template Library)是一组小巧、高效、灵活的类，这些类为创建可互操作的COM组件提供了基本的设施。 FC++: The Functional C++ Library 这个库提供了一些函数式语言中才有的要素。属于用库来扩充语言的一个代表作。如果想要在OOP之外寻找另一分的乐趣，可以去看看函数式程序设计的世界。大师Peter Norvig在 “Teach Yourself Programming in Ten Years”一文中就将函数式语言列为至少应当学习的6类编程语言之一。 FACT! 参考网站：http://www.kfa-juelich.de/zam/FACT/start/index.html 另外一个实现函数式语言特性的库 Crypto++ 提供处理密码，消息验证，单向hash，公匙加密系统等功能的免费库。 还有很多非常激动人心或者是极其实用的C++库，限于我们的水平以及文章的篇幅不能包括进来。在对于这些已经包含近来的库的介绍中，由于并不是每一个我们都使用过，所以难免有偏颇之处，请读者见谅。 书籍 以前熊节先生曾撰文评论相对于Java程序设计语言，C++的好书多如牛毛。荣耀先生在《程序员》杂志上撰文《C++程序设计之四书五经》也将本领域内几乎所有的经典书籍作了全面的介绍,任何关于书的评论此时看来便是很多余的了。个人浅见，除非你打算以C++作为唯一兴趣或者生存之本，一般读者确实没有足够的时间和必要将20余本书籍全部阅读。更有参考价值的是荣耀先生的另一篇文章：《至少应该阅读的九本C++著作》，可以从下面的地址浏览到此文： http://www.royaloo.com/articles/articles_2003/9CppBooks.htm 下面几本书对于走在C++初学之路上的读者是我们最愿意推荐给大家的： 《C++ Primer》 哦，也许你会抱怨我们为什么不先介绍TCPL,但对于走在学习之路上的入门者，本书内容更为全面，更为详细易懂，我们称它为“C++的超级宝典”并不过分。配有一本不错的习题解答《C++ Primer Answer Book》可以辅助你的学习之路。 《Essential C++》 如果说《C++ Primer》是C++领域的超级宝典，那么此书作为掌握C++的大局观当之无愧。正如《.NET大局观》一书能够让读者全揽.NET，本书讲述了C++中最核心的全部主题。书虽不厚，内容精炼，不失为《C++ Primer》读者茶余饭后的主题回顾之作。 《The C++ Programming Language》 Bjarne为你带来的C++教程，真正能够告诉你怎么用才叫真正的C++的唯一一本书。虽然如同“某某程序设计语言”这样的书籍会给大家一个内容全揽，入门到精通的感觉，但本书确实不太适合初学者阅读。如果你自认为是一名很有经验的C++程序员，那至少也要反复咀嚼Bjarne先生所强调的若干内容。 《Effective C++》，《More Effective C++》 是的，正如一些C++爱好者经常以读过与没有读过上述两本作品来区分你是否是C++高手。我们也极力推崇这两本著作。在各种介绍C++专家经验的书籍里面，这两本是最贴近语言本质，看后最能够有脱胎换骨感觉的书，读此书你需每日三省汝身。 技术书籍仁者见仁，过多的评论反无太多意义，由读者喜好选择最适合自己的书方为上策。 资源网站 正如我们可以通过计算机历史上的重要人物了解计算机史的发展，C++相关人物的网站也可以使我们得到最有价值的参考与借鉴，下面的人物我们认为没有介绍的必要，只因下面的人物在C++领域的地位众所周知，我们只将相关的资源进行罗列以供读者学习，他们有的工作于贝尔实验室，有的工作于知名编译器厂商，有的在不断推进语言的标准化，有的为读者撰写了多部千古奇作…… Bjarne Stroustrup http://www.research.att.com/~bs/ Stanley B. Lippman http://blogs.msdn.com/slippman/(中文版http://www.zengyihome.net/slippman/index.htm) Scott Meyers http://www.aristeia.com/ David Musser http://www.cs.rpi.edu/~musser/ Bruce Eckel http://www.bruceeckel.com Nicolai M. Josuttis http://www.josuttis.com/ Herb Sutter http://www.gotw.ca/ Andrei Alexandrescu http://www.moderncppdesign.com/ 侯捷先生 http://www.jjhou.com 孟岩先生 先生繁忙于工作，痴迷于技术，暂无个人主页，关于先生的作品可以通过CSDN的专栏和侯先生的主页访问到。 荣耀先生 http://www.royaloo.com/ 潘爱民先生 http://www.icst.pku.edu.cn/panaimin/pam_homepage.htm 除了上述大师的主页外，以下的综合类C++学习参考站点是我们非常愿意向大家推荐的： CodeProject http://www.codeproject.com CodeGuru http://www.codeguru.com Dr. Dobb's Journal http://www.ddj.com C/C++ Users Journal http://www.cuj.com C维视点 http://www.c-view.org allaboutprogram http://www.allaboutprogram.com 其他资料 ISO IEC JTC1/SC22/WG21 - C++：标准C++的权威参考 http://anubis.dkuug.dk/jtc1/sc22/wg21/ C++ FAQ LITE — Frequently Asked Questions: 最为全面的C++FAQ http://www.sunistudio.com/cppfaq/index.html C/C++ 新闻组： 你不妨尝试从这里提问和回答问题，很多不错的Q&A资源......
.alt.comp.lang.learn.c-c++ | 这个简单些，如果你和我一样是个菜鸟 | .comp.lang.c++.moderated | 嗯，这个显然水平高一些 | .comp.std.c++ | 如果你需要讨论标准C++相关话题的话 |
不得不写的结束语 结束的时候也是总结现状，展望未来的时候。虽然C++从脱胎于C开始，一路艰难坎坷的走过来，但是无论如何C++已经取得了工业基础的地位。文章列举的大量相关资源就是最好的证明，而业界的大量用C++写成的产品代码以及大量的C++职业工程师则是最直接的证明。同时，我们可以看到各个高校的计算机专业都开设有C++这门课程，网络上对于C++的学习讨论也从来都没有停过。但是，在Java和.NET两大企业开发平台的围攻下，给人的感觉是C++越来越“不行”了。 C++在面向企业的软件开发中，在开发便捷性等方面的确要比Java和C#差很多，其中一个问题是C++语言本身比较复杂，学习曲线比较陡峭，另外一个问题是C++标准化的时间太长，丧失了很多的壮大机会，耗费了很多精力在厂商的之间的斗争上，而C++的标准库离一个完善的程序开发框架还缺少太多太多的内容，各个第三方的类库和框架又在一致性和完整性上没法和随平台提供的框架相提并论。难道C++真的要退出历史舞台了？ 从C++目前的活跃程度，以及应用现状来说是完全能够肯定C++仍然是软件工业的基础，也不会退出历史舞台的。另外从Boost，Loki这些库中我们也能够看到C++的发展非常活跃，对于新技术新思维非常激进，C++仍然广泛受到关注。从ACE在高性能通信领域的应用，以及MTL这样的库在数值计算领域的出色表现，我们可以看到C++在高性能应用场合下的不可替代的作用，而嵌入式系统这样的内存受限开发平台，比如Symbian OS上，C++已经发挥着并且将发挥更大的作用。可以预见的是以后的软件无论上层的应用怎么变，它的底层核心都会是由C/C++这样的系统级软件编写的，比如Java虚拟机，.NET Framwork。因为只有这样的系统级软件才能完全彻底的发挥机器的功能。 需要看到的是两个趋势，一个趋势是C++变得更加复杂，更加学院派，通过模板等有潜力的语法因素构造越来越精巧的库成为了现代C++的热点，虽然在利用库实现新的编程范式，乃至设计模式等方面很有开创意义，也确实产生了一些能够便捷开发的工具，但是更多的是把C++变得更加强大，更加复杂，也更加难懂，似乎也更加学院派，不得不说它正在向边缘化道路发展。另一个趋势是C++在主流的企业应用开发中已经逐渐退出了，ERP这样的企业软件开发中基本上不会考虑C++，除非需要考虑性能或者和遗留代码的集成这些因素。C++退守到系统级别语言，成为软件工业的基础是大势所趋。然而反思一下，真的是退守么？自从STL出现，无数的人风起云涌的开始支持C++,他们狂呼“我看到深夜消失了，目标软件工程的出现。我看到了可维护的代码。”是的，STL在可维护性下做得如此出色。但是又怎样呢？STL为C++铺平了现代软件工程的道路，而在上层应用程序软件开发领域这块场地早不单独属于C++,很多程序设计语言都做得很出色，疯狂的支持者会毫不犹豫地说我们应当支持C++,因为它是世界上最棒的语言。而坦率地说，你的腰杆真的那么硬么？也许只是在逃避一些事实。C++是优秀的，这不可否认，STL的出现让C++一度走上了最辉煌的时刻，然而现在看来……我的一位恩师曾言：真正能够将STL应用得淋漓尽致的人很保守地说国内也不超过200人，或许不加入STL能够使C++向着它应当发展的方向发展的更好，而现在看来，C++也应当回首到真正属于他的那一片圣地上…… 参考资料
本文成文时参考了以下资源： 1、《程序员》2004年2月，3月，“C++ 程序设计之四书五经” 荣耀 2、水木清华BBS C++版精华区 3、http://jjhou.csdn.net 4、http://www.royaloo.com 5、http://www.zengyihome.net 6、C/C++ 开发人员：充实您的 XML 工具箱 http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/xml/x-ctlbx/index.shtml |
| 