Стандартная библиотека

Стандартная библиотека Си++ включает стандартную библиотеку Си с небольшими изменениями, которые делают её более подходящей для языка Си++. Другая большая часть библиотеки Си++ основана на Стандартной Библиотеке Шаблонов (STL). Она предоставляет такие важные инструменты, как контейнеры (например, векторы и списки) и итераторы (обобщённые указатели), предоставляющие доступ к этим контейнерам как к массивам. Кроме того, STL позволяет сходным образом работать и с другими типами контейнеров, например, ассоциативными списками, стеками, очередями.  Используя шаблоны, можно писать обобщённые алгоритмы, способные работать с любыми контейнерами или последовательностями, определяемыми итераторами.  Так же, как и в Си, возможности библиотек активизируются использованием директивы #include для включения стандартных файлов. Всего в стандарте Си++ определено 50 таких файлов.  STL до включения в стандарт Си++ была сторонней разработкой, в начале — фирмы HP, а затем SGI. Стандарт языка не называет её «STL», так как эта библиотека стала неотъемлемой частью языка, однако многие люди до сих пор используют это название, чтобы отличать её от остальной части стандартной библиотеки (потоки ввода/вывода (Iostream), подраздел Си и др.).  Проект под названием STLport, основанный на SGI STL, осуществляет постоянное обновление STL, IОstream и строковых классов. Некоторые другие проекты также занимаются разработкой частных применений стандартной библиотеки для различных конструкторских задач. Каждый производитель компиляторов Си++ обязательно поставляет какую-либо реализацию этой библиотеки, так как она является очень важной частью стандарта и широко используется.

Объектно-ориентированные особенности языка

Си++ добавляет к Си объектно-ориентированные возможности. Он вводит классы, которые обеспечивают три самых важных свойства ООП: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм.

Проблемы старого подхода

В языке C основным способом организации данных были структуры. Структура состоит из набора полей, которые никак не защищены. Если элементы структуры имеют переменную длину, их представляют в виде указателей. Выделение и освобождение памяти под эти указатели делаются вручную. Так, например, одномерный массив переменной длины в языке C с проверкой границ может представляться таким образом:

struct Array {

double* val;

int len;

};

void FreeArray(const struct Array*);  void AllocArray(const struct Array*, int len);  double Elem(const struct Array*, int i);  void ChangeElem(const struct Array*, int i, double x);  Такая реализация опасна и неэффективна по многим причинам:  Необходимо вызывать FreeArray и AllocArray. Программист может забыть вызвать одну из этих функций, или вызвать её слишком рано/поздно, или дважды, или с указателем на неправильный массив. Всё это приводит к труднообнаруживаемым ошибкам.  Функции Elem и ChangeElem медленны.  Нет никакого способа помешать программистам создавать и другие функции для работы со структурой Array. Эти функции могут делать с полями len и val всё что угодно.  Нет никакого способа помешать программистам непосредственно менять поля len и val.  Присваивание объектов типа struct Array приведёт к тому, что их поля val будут указывать на одну и ту же область памяти. Нет никакого способа ни запретить присваивание, ни изменить такое поведение.  Язык Си++ , используя ООП, устраняет все эти проблемы.