C++著名程式庫的比較和學習經驗

C++著名程式庫的比較和學習經驗

1、C++各大有名庫的介紹——C++标準庫 

2、C++各大有名庫的介紹——準标準庫Boost 

3、C++各大有名庫的介紹——GUI 

4、C++各大有名庫的介紹——網絡通信 

5、C++各大有名庫的介紹——XML 

6、C++各大有名庫的介紹——科學計算 

7、C++各大有名庫的介紹——遊戲開發 

8、C++各大有名庫的介紹——線程 

9、C++各大有名庫的介紹——序列化 

10、C++各大有名庫的介紹——字元串 

11、C++各大有名庫的介紹——綜合 

12、C++各大有名庫的介紹——其他庫 

13、C++名人的網站 

在C++中，庫的地位是非常高的。C++之父 BjarneStroustrup先生多次表示了設計庫來擴充功能要好過設計更多的文法的言論。現實中，C++的庫門類繁多，解決的問題也是極其廣泛，庫從輕量級到重量級的都有。不少都是讓人眼界大開，亦或是望而生歎的思維傑作。由于庫的數量非常龐大，而且限于筆者水準，其中很多并不了解。是以文中所提的一些庫都是比較著名的大型庫。 

标準庫中提供了C++程式的基本設施。雖然C++标準庫随着C++标準折騰了許多年，直到标準的出台才正式定型，但是在标準庫的實作上卻很令人欣慰得看到多種實作，并且已被實踐證明為有工業級别強度的佳作。 

1.1、Dinkumware C++ Library

參考站點：http://www.dinkumware.com/

P.J.Plauger編寫的高品質的标準庫。P.J. Plauger博士是Dr.Dobb's程式設計傑出獎的獲得者。其編寫的庫長期被Microsoft采用，并且最近Borland也取得了其OEM的license，在其C/C++的産品中采用Dinkumware的庫。

1.2、RogueWave Standard C++ Library

參考站點：http://www.roguewave.com/

這個庫在Borland C++ Builder的早期版本中曾經被采用，後來被其他的庫給替換了。筆者不推薦使用。

1.3、SGI STL

SGI公司的C++标準模版庫。

1.4、STLport

參考站點：http://www.stlport.org/

SGI STL庫的跨平台可移植版本。

Boost庫是一個經過千錘百煉、可移植、提供源代碼的C++庫，作為标準庫的後備，是C++标準化程序的發動機之一。Boost庫由C++标準委員會庫工作組成員發起，在C++社群中影響甚大，其成員已近2000人。Boost庫為我們帶來了最新、最酷、最實用的技術，是不折不扣的“準”标準庫。

Boost中比較有名氣的有這麼幾個庫：

2.1 Regex  正規表達式庫

2.2 Spirit   LL parser framework，用C++代碼直接表達EBNF

2.3 Graph  圖元件和算法

2.4 Lambda  在調用的地方定義短小匿名的函數對象，很實用的functional功能

2.5 concept check   檢查泛型程式設計中的concept

2.6 Mpl   用模闆實作的元程式設計架構

2.7 Thread   可移植的C++多線程庫

2.8 Python   把C++類和函數映射到Python之中

2.9 Pool    記憶體池管理

2.10 smart_ptr   5個智能指針，學習智能指針必讀，一份不錯的參考是來自CUJ的文章：

Smart Pointers in Boost,哦，這篇文章可以查到，CUJ是提供線上浏覽的。中文版見筆者在《Dr.Dobb's Journal軟體研發雜志》第7輯上的譯文。

Boost總體來說是實用價值很高，品質很高的庫。并且由于其對跨平台的強調，對标準C++的強調，是編寫平台無關，現代C++的開發者必備的工具。但是Boost中也有很多是實驗性質的東西，在實際的開發中實用需要謹慎。并且很多Boost中的庫功能堪稱對語言功能的擴充，其構造用盡精巧的手法，不要貿然的花費時間研讀。Boost另外一面，比如Graph這樣的庫則是具有工業強度，結構良好，非常值得研讀的精品代碼，并且也可以放心的在産品代碼中多多利用。

參考站點：http://www.boost.org

在衆多C++的庫中，GUI部分的庫算是比較繁榮，也比較引人注目的。在實際開發中，GUI庫的選擇也是非常重要的一件事情，下面我們綜述一下可選擇的GUI庫，各自的特點以及相關工具的支援。

3.1、MFC

大名鼎鼎的微軟基礎類庫（Microsoft FoundationClass）。大凡學過VC++的人都應該知道這個庫。雖然從技術角度講，MFC是不大漂亮的，但是它建構于Windows API之上，能夠使程式員的工作更容易,程式設計效率高，減少了大量在建立 Windows 程式時必須編寫的代碼，同時它還提供了所有一般 C++程式設計的優點，例如繼承和封裝。MFC 編寫的程式在各個版本的Windows作業系統上是可移植的，例如，在Windows3.1下編寫的代碼可以很容易地移植到 Windows NT 或 Windows 95 上。但是在最近發展以及官方支援上日漸勢微。

3.2、QT

參考網站：http://www.trolltech.com

Qt是Trolltech公司的一個多平台的C++圖形使用者界面應用程式架構。它提供給應用程式開發者建立藝術級的圖形使用者界面所需的所用功能。Qt是完全面向對象的很容易擴充，并且允許真正地元件程式設計。自從1996年早些時候，Qt進入商業領域，它已經成為全世界範圍内數千種成功的應用程式的基礎。Qt也是流行的Linux桌面環境KDE 的基礎，同時它還支援Windows、Macintosh、Unix/X11等多種平台。[wangxinus注:QT目前已經是Nokia旗下的産品，原官方網站已經失效，目前為http://qt.nokia.com.2009年初釋出的Qt4.5版本開始使用LGPL協定，諾基亞希望以此來吸引更多的開發人員使用Qt庫]

3.3、WxWindows

參考網站：http://www.wxwindows.org

跨平台的GUI庫。因為其類層次極像MFC，是以有文章介紹從MFC到WxWindows的代碼移植以實作跨平台的功能。通過多年的開發也是一個日趨完善的GUI庫，支援同樣不弱于前面兩個庫。并且是完全開放源代碼的。新近的C++ Builder X的GUI設計器就是基于這個庫的。[wangxinus注:迫于微軟的施壓，已經由WxWindows更名為wxWidgets]

3.4、Fox

參考網站：http://www.fox-toolkit.org/

開放源代碼的GUI庫。作者從自己親身的開發經驗中得出了一個理想的GUI庫應該是什麼樣子的感受出發，進而開始了對這個庫的開發。有興趣的可以嘗試一下。

3.5、WTL

基于ATL的一個庫。因為使用了大量ATL的輕量級手法，模闆等技術，在代碼尺寸，以及速度優化方面做得非常到位。主要面向的使用群體是開發COM輕量級供網絡下載下傳的可視化控件的開發者。

3.6、GTK

參考網站：http://gtkmm.sourceforge.net/

GTK是一個大名鼎鼎的C的開源GUI庫。在Linux世界中有Gnome這樣的殺手應用。而Qt就是這個庫的C++封裝版本。[wangxinus注:“Qt就是這個庫的C++封裝版本”是錯誤的。Qt早于GTK，最初Qt由于協定的原因引起社群的不滿，另外開發了一個基于C語言的GTK庫，後面的擴充版本為GTK＋。GTK+的Gnome和Qt的KDE是目前linux桌面的兩大陣營，曾有水火不容之勢。目前雙方都以及開源社群的精神，已經和解。]

4.１、ACE

參考網站：http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/ACE.html

C++庫的代表，超重量級的網絡通信開發架構。ACE自适配通信環境（Adaptive CommunicationEnvironment）是可以自由使用、開放源代碼的面向對象架構，在其中實作了許多用于并發通信軟體的核心模式。ACE提供了一組豐富的可複用C++包裝外觀（WrapperFacade）和架構元件，可跨越多種平台完成通用的通信軟體任務，其中包括：事件多路分離和事件處理器分派、信号處理、服務初始化、程序間通信、共享記憶體管理、消息路由、分布式服務動态（重）配置、并發執行和同步，等等。

4.２、StreamModule

參考網站：http://www.omnifarious.org/StrMod

設計用于簡化編寫分布式程式的庫。嘗試着使得編寫處理異步行為的程式更容易，而不是用同步的外殼包起異步的本質。

4.３、SimpleSocket

參考網站：http://home.hetnet.nl/~lcbokkers/simsock.htm

這個類庫讓編寫基于socket的客戶/伺服器程式更加容易。

4.４、A Stream Socket API for C++

參考網站：http://www.pcs.cnu.edu/~dgame/sockets/socketsC++/sockets.html

又一個對Socket的封裝庫。

5.１、Xerces

參考網站：http://xml.apache.org/xerces-c/

Xerces-C++是一個非常健壯的XML解析器，它提供了驗證，以及SAX和DOM API。XML驗證在文檔類型定義(Document TypeDefinition，DTD)方面有很好的支援，并且在2001年12月增加了支援W3C XMLSchema 的基本完整的開放标準。

5.２、XMLBooster

參考網站：http://www.xmlbooster.com/

這個庫通過産生特制的parser的辦法極大的提高了XML解析的速度，并且能夠産生相應的GUI程式來修改這個parser。在DOM和SAX兩大主流XML解析辦法之外提供了另外一個可行的解決方案。

5.３、Pull Parser

參考網站：http://www.extreme.indiana.edu/xgws/xsoap/xpp

這個庫采用pull方法的parser。在每個SAX的parser底層都有一個pull的parser，這個xpp把這層暴露出來直接給大家使用。在要充分考慮速度的時候值得嘗試。

5.４、Xalan

參考網站：http://xml.apache.org/xalan-c/

Xalan是一個用于把XML文檔轉換為HTML，純文字或者其他XML類型文檔的XSLT處理器。

5.５、CMarkup

參考網站：http://www.firstobject.com/xml.htm

這是一種使用EDOM的XML解析器。在很多思路上面非常靈活實用。值得大家在DOM和SAX之外尋求一點靈感。

5.６、libxml++

http://libxmlplusplus.sourceforge.net/

libxml++是對著名的libxml XML解析器的C++封裝版本。

5.7. TinyXML [wangxinus注:一個非常小巧的XML解析庫，基于DOM的。]

6.１、Blitz++

參考網站：http://www.oonumerics.org/blitz

Blitz++是一個高效率的數值計算函數庫，它的設計目的是希望建立一套既具像C++一樣友善，同時又比Fortran速度更快的數值計算環境。通常，用C++所寫出的數值程式，比Fortran慢20%左右，是以Blitz++正是要改掉這個缺點。方法是利用C++的template技術，程式執行甚至可以比Fortran更快。

Blitz++目前仍在發展中，對于常見的SVD，FFTs，QMRES等常見的線性代數方法并不提供，不過使用者可以很容易地利用Blitz++所提供的函數來建構。

6.２、POOMA

參考網站：http://www.codesourcery.com/pooma/pooma

POOMA是一個免費的高性能的C++庫，用于處理并行式科學計算。POOMA的面向對象設計友善了快速的程式開發，對并行機器進行了優化以達到最高的效率，友善在工業和研究環境中使用。

6.３、MTL

參考網站：http://www.osl.iu.edu/research/mtl

Matrix Template Library(MTL)是一個高性能的泛型元件庫，提供了各種格式矩陣的大量線性代數方面的功能。在某些應用使用高性能編譯器的情況下，比如Intel的編譯器，從産生的彙編代碼可以看出其與手寫幾乎沒有兩樣的效能。

6.４、CGAL

參考網站：[url]www.cgal.org[/url]

Computational Geometry Algorithms Library的目的是把在計算幾何方面的大部分重要的解決方案和方法以C++庫的形式提供給工業和學術界的使用者。

7.１、Audio/Video 3D C++ Programming Library

參考網站：http://www.galacticasoftware.com/products/av/

AV3D是一個跨平台，高性能的C++庫。主要的特性是提供3D圖形，聲效支援（SB,以及S3M），控制接口（鍵盤，滑鼠和遙感），XMS。

7.２、KlayGE

參考網站：http://home.g365.net/enginedev/

國内遊戲開發高手自己用C++開發的遊戲引擎。KlayGE是一個開放源代碼、跨平台的遊戲引擎，并使用Python作腳本語言。KlayGE在LGPL協定下發行。感謝龔敏敏先生為中國遊戲開發事業所做出的貢獻。

[wangxinus注:這個庫國人了解很少，百度百科的KlayGE詞條還是本人建立的。一個人開發一個遊戲引擎庫，是在讓筆者汗顔，對作者表示欽佩！]

7.３、OGRE

參考網站：http://www.ogre3d.org

OGRE（面向對象的圖形渲染引擎）是用C++開發的，使用靈活的面向對象3D引擎。它的目的是讓開發者能更友善和直接地開發基于3D硬體裝置的應用程式或遊戲。引擎中的類庫對更底層的系統庫（如：Direct3D和OpenGL）的全部使用細節進行了抽象，并提供了基于現實世界對象的接口和其它類。

8.１、C++ Threads

參考網站：http://threads.sourceforge.net/

這個庫的目标是給程式員提供易于使用的類，這些類被繼承以提供在Linux環境中很難看到的大量的線程方面的功能。

8.２、ZThreads

參考網站：http://zthread.sourceforge.net/

一個先進的面向對象，跨平台的C++線程和同步庫。

9.１、s11n

參考網站：http://s11n.net/

一個基于STL的C++庫，用于序列化POD，STL容器以及使用者定義的類型。

9.２、Simple XML Persistence Library

參考網站：http://sxp.sourceforge.net/

這是一個把對象序列化為XML的輕量級的C++庫。

10.１、C++ Str Library

參考網站：http://www.utilitycode.com/str/

操作字元串和字元的庫，支援Windows和支援gcc的多種平台。提供高度優化的代碼，并且支援多線程環境和Unicode，同時還有正規表達式的支援。

10.２、Common Text Transformation Library

參考網站：http://cttl.sourceforge.net/

這是一個解析和修改STL字元串的庫。CTTL substring類可以用來比較，插入，替換以及用EBNF的文法進行解析。

10.３、GRETA

參考網站：http://research.microsoft.com/projects/greta/

這是由微軟研究院的研究人員開發的處理正規表達式的庫。在小型比對的情況下有非常優秀的表現。

11.１、P::Classes

參考網站：http://pclasses.com/

一個高度可移植的C++應用程式架構。目前關注類型和線程安全的signal/slot機制，i/o系統包括基于插件的網絡協定透明的i/o架構，基于插件的應用程式消息日志架構，通路sql資料庫的類等等。

11.２、ACDK - Artefaktur Component Development Kit

參考網站：http://acdk.sourceforge.net/

這是一個平台無關的C++元件架構，類似于Java或者.NET中的架構（反射機制，線程，Unicode，廢料收集，I/O，網絡，實用工具，XML，等等），以及對Java, Perl, Python, TCL, Lisp, COM 和 CORBA的內建。

11.３、dlib C++ library

參考網站：http://www.cis.ohio-state.edu/~kingd/dlib/

各種各樣的類的一個綜合。大整數，Socket，線程，GUI，容器類,以及浏覽目錄的API等等。

11.４、Chilkat C++ Libraries

參考網站：http://www.chilkatsoft.com/cpp_libraries.asp

這是提供zip，e-mail，編碼，S/MIME，XML等方面的庫。

11.５、C++ Portable Types Library (PTypes)

參考網站：http://www.melikyan.com/ptypes/

這是STL的比較簡單的替代品，以及可移植的多線程和網絡庫。

11.６、LFC

參考網站：http://lfc.sourceforge.net/

哦，這又是一個嘗試提供一切的C++庫

12.１、Loki

參考網站：http://www.moderncppdesign.com/

哦，你可能抱怨我早該和Boost一起介紹它，一個實驗性質的庫。作者在loki中把C++模闆的功能發揮到了極緻。并且嘗試把類似設計模式這樣思想層面的東西通過庫來提供。同時還提供了智能指針這樣比較實用的功能。

12.２、ATL

ATL(Active Template Library)是一組小巧、高效、靈活的類，這些類為建立可互操作的COM元件提供了基本的設施。

12.３、FC++: The Functional C++ Library

這個庫提供了一些函數式語言中才有的要素。屬于用庫來擴充語言的一個代表作。如果想要在OOP之外尋找另一分的樂趣，可以去看看函數式程式設計的世界。大師Peter Norvig在 “Teach Yourself Programming in TenYears”一文中就将函數式語言列為至少應當學習的6類程式設計語言之一。

12.４、FACT!

參考網站：http://www.kfa-juelich.de/zam/FACT/start/index.html

另外一個實作函數式語言特性的庫

12.５、Crypto++

提供處理密碼，消息驗證，單向hash，公匙加密系統等功能的免費庫。

還有很多非常激動人心或者是極其實用的C++庫，限于我們的水準以及文章的篇幅不能包括進來。在對于這些已經包含近來的庫的介紹中，由于并不是每一個我們都使用過，是以難免有偏頗之處，請讀者見諒。

正如我們可以通過計算機曆史上的重要人物了解計算機史的發展，C++相關人物的網站也可以使我們得到最有價值的參考與借鑒，下面的人物我們認為沒有介紹的必要，隻因下面的人物在C++領域的地位衆所周知，我們隻将相關的資源進行羅列以供讀者學習，他們有的工作于貝爾實驗室，有的工作于知名編譯器廠商，有的在不斷推進語言的标準化，有的為讀者撰寫了多部千古奇作…… 

１、Bjarne Stroustrup

http://www.research.att.com/~bs/

２、Stanley B. Lippman

http://blogs.msdn.com/slippman/(中文版)

http://www.zengyihome.net/slippman/index.htm

３、Scott Meyers

http://www.aristeia.com/

４、David Musser

http://www.cs.rpi.edu/~musser/

５、Bruce Eckel

http://www.bruceeckel.com

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６、Nicolai M. Josuttis

http://www.josuttis.com/

７、Herb Sutter

http://www.gotw.ca/

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８、Andrei Alexandrescu