C++ boost库介绍以及使用

一. 什么是boost库

​ boost 库是一个优秀的，可移植的，开源的 C++ 库，它是由 C++ 标准委员会发起的，其中一些内容已经成为了下一代 C++ 标准库的内容，在 C++ 社区中影响甚大，是一个不折不扣的准标准库，它的功能十分强大，弥补了 C++ 很多功能函数处理上的不足。

​ 学习链接: https://theboostcpplibraries.com/

​ https://www.cnblogs.com/lidabo/p/9294874.html

​ https://tangxing.blog.csdn.net/article/details/116393985

二. 特点

​ 可移植性：Windows，Linux，Unix 等

​ 开源免费：使用 Boost License 来授权使用，商业和非商业都是可以使用的

​ 高效：具有工业强度，设计结构良好，广泛使用

三. 分类

​ boost 库功能强大，按照功能模块分类，大致可以分为如下：

字符串和文本处理库，容器库，迭代器库，算法库，函数对象和高阶编程库，泛型编程，模板元编程，预处理元编程，并发编程，数字和数学，排错和测试，数据结构，图像处理，输入输出，内存管理，跨语言混合编程，解析，编程接口等。

四.boost库安装

一. CentOS环境下搭建boost开发环境

安装boost库

# yum install boost

# yum install boost-devel

二. 下载boost库及编译

​ 要使用 C++ boost 库，先要下载 boost 库，下载地址是：https://www.boost.org/

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​ 选择 Downloads 下的 Current Release 就可以下载了。下载完成后查看目录，大致如下结构所示。

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Boost 压缩包解压后有5万多个文件，占据近 700MB 的磁盘空间，但其目录结构却很简洁清晰：

boost_1_72_0/  #存放配置脚本和说明文件
├──── boost    #最重要的目录，90%以上的Boost程序库源码都在这里
├──── doc      #HTML格式的文档，也可以生成PDF格式的文档
├──── libs     #所有组件的示例、测试、编译代码和说明文档
├──── more     #库作者的相关文档
├──── status   #可用于测试Boost库的各个组件
└──── tools    #b2、quickbook 等自带工具

在大多数情况下，我们只需要关心 boost 子目录，这里面以头文件的形式分门别类地存放了我们要使用的库代码：

boost_1_72_0/  #Boost 安装根目录
├──── boost    #boost子目录
│    ├──── accumulators #累加器库
│    ├──── algorithm    #算法库
│    ├──── align        #内存对齐库
│    ├──── archive      #序列化库
│    ├──── asio         #异步并发库
│    ├──── assign       #赋值初始化库
│    ├──── atomic       #原子操作库
│    ├──── beast        #高级网络通信库（HTTP/WebSocket）
│    ├──── bimap        #双向关联数组
│    ├──── bind         #bind表达式
│    ├──── chrono       #时间处理库
│    ├──── ...          #其他库……
│    └──── yap          #表达式模板库

Boost C++ 库的 1.42.0 版本包含了超过90个库，本书只详细讨论了以下各库：

Boost C++ 库	简要说明
Boost.Any	Boost.Any 提供了一个名为 boost::any 的数据类型，可以存放任意的类型。 例如，一个类型为 boost::any 的变量可以先存放一个 int 类型的值，然后替换为一个 std::string 类型的字符串。
Boost.Array	Boost.Array 可以把 C++ 数组视同 C++ 标准的容器。
Boost.Asio	Boost.Asio 可用于开发异步处理数据的应用，如网络应用。
Boost.Bimap	Boost.Bimap 提供了一个名为 boost::bimap 的类，它类似于 std::map. 主要的差别在于 boost::bimap 可以同时从键和值进行搜索。
Boost.Bind	Boost.Bind 是一种适配器，可以将函数作为模板参数，即使该函数的签名与模板参数不兼容。
Boost.Conversion	Boost.Conversion 提供了三个转型操作符，分别执行向下转型、交叉转型，以及不同数字类型间的值转换。
Boost.DateTime	Boost.DateTime 可用于以灵活的格式处理、读入和写出日期及时间值。
Boost.Exception	Boost.Exception 可以在抛出的异常中加入额外的数据，以便在 catch 处理中提供更多的信息。 这有助于更容易地调试，以及对异常情况更好地作出反应。
Boost.Filesystem	Boost.Filesystem 提供了一个类来处理路径信息，还包含了几个访问文件和目录的函数。
Boost.Format	Boost.Format 以一个类型安全且可扩展的 boost::format 类替代了 std::printf() 函数。
Boost.Function	Boost.Function 简化了函数指针的定义。
Boost.Interprocess	Boost.Interprocess 允许多个应用通过共享内存以快速、高效的方式进行通信。
Boost.Lambda	Boost.Lambda 可以定义匿名的函数。 代码被内联地声明和执行，避免了单独的函数调用。
Boost.Multiindex	Boost.Multiindex 定义了一些新的容器，它们可以同时支持多个接口，如 std::vector 和 std::map 的接口。
Boost.NumericConversion	Boost.NumericConversion 提供了一个转型操作符，可以安全地在不同的数字类型间进行值转换，不会生成上溢出或下溢出的条件。
Boost.PointerContainer	Boost.PointerContainer 提供了专门为动态分配对象进行优化的容器。
Boost.Ref	Boost.Ref 的适配器可以将不可复制对象的引用传给需要复制的函数。
Boost.Regex	Boost.Regex 提供了通过正则表达式进行文本搜索的函数。
Boost.Serialization	通过 Boost.Serialization，对象可以被序列化，如保存在文件中，并在以后重新导入。
Boost.Signals	Boost.Signal 是一个事件处理的框架，基于所谓的 signal/slot 概念。 函数与信号相关联并在信号被触发时自动被调用。
Boost.SmartPoiners	Boost.SmartPoiners 提供了多个智能指针，简化了动态分配对象的管理。
Boost.Spirit	Boost.Spirit 可以用类似于 EBNF (扩展巴科斯范式)的语法生成词法分析器。
Boost.StringAlgorithms	Boost.StringAlgorithms 提供了多个独立的函数，以方便处理字符串。
Boost.System	Boost.System 提供了一个处理系统相关或应用相关错误代码的框架。
Boost.Thread	Boost.Thread 可用于开发多线程应用。
Boost.Tokenizer	Boost.Tokenizer 可以对一个字符串的各个组件进行迭代。
Boost.Tuple	Boost.Tuple 提供了泛化版的 std::pair，可以将任意数量的数据组在一起。
Boost.Unordered	Boost.Unordered 扩展了 C++ 标准的容器，增加了boost::unordered_set 和 boost::unordered_map.
Boost.Variant	Boost.Variant 可以定义多个数据类型，类似于 union, 将多个数据类型组在一起。 Boost.Variant 比 union 优胜的地方在于它可以使用类。

linux下编译方式:

$ tar -xzf boost_1_81_0.tar.gz
$ cd boost_1_81_0/
#--with-liraries：需要编译的库 --with-toolset：编译时使用的编译器
$ ./bootstrap.sh --with-libraries=all --with-toolset=gcc
# 默认头文件在/usr/local/include，库文件在/usr/local/lib
$ ./b2 install --prefix=/usr  

五. Boost 使用方式

​ Boost 库的大多数组件不需要编译链接，我们在自己的源码里直接包含头文件即可。例如，如果要使用 boost::tribool，只需要在 C++ 源文件中添加如下 include 语句：

//大多数Boost库仅包含头文件（.hpp）：它们完全由包含模板和内联函数的头文件组成；链接时不需要单独编译的库二进制文件或特殊处理。
#include <boost/XXX.hpp>

#include <boost/logic/tribool.hpp> //使用tribool库

细心的读者会发现，Boost 库的头文件与我们平常所用的头文件（*.h）或 C++ 标准库的头文件（没有后缀名）不同，这正是 Boost 的独特之处。它把 C++ 类的声明和实现放在了一个文件中，而不是分成两个文件，即.h+.cpp，故文件的后缀是.hpp。

之所以这么做当然是有理由的。其中一个原因就是与普通的C头文件（*.h）区分，另一个很重要的原因就是使 Boost 库不需要预先编译，直接将其引入程序员的工程即可编译链接，方便了 Boost 库的使用。
Java、C＃、PHP、Python 程序员应该对这种代码文件形式很熟悉，这几种语言都在一个文件中编写所有代码。

剩下的少量库（如 chrono、date_time、program_options、test、thread 等）必须编译成静态库或动态库，并在构建时指定链接选项才能使用。

大多数的 boost 库仅需要包含头文件 hpp 即可，不需要再链接其他的 lib 文件，但是有些 boost 下的库是需要包含 lib 文件的。

六. 使用案例

#include <iostream>
#include <boost/version.hpp>  //包含 Boost 头文件
#include <boost/config.hpp>  //包含 Boost 头文件
using namespace std;
int main()
{
    cout << BOOST_VERSION << endl;  //Boost 版本号
    cout << BOOST_LIB_VERSION << endl;  //Boost 版本号
    cout << BOOST_PLATFORM << endl;  //操作系统
    cout << BOOST_COMPILER << endl;  //编译器
    cout << BOOST_STDLIB << endl;  //标准库
    return 0;
}

//g++ -o a.out test.cpp

#include <iostream> 
#include <boost/filesystem.hpp> 
 
using namespace boost::filesystem; 
 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
 if (argc < 2)
 { 
  std::cout << "用法：app path\n"; 
  return 1; 
 } 
 std::cout << argv[1] << ":" << file_size(argv[1]) << std::endl; 
 return 0; 
} 

// 编译命令：g++ demo2.cpp -o demo2  -lboost_system -lboost_filesystem

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
void NewThread()
{
        cout << "New thread is running..." << endl;
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
        boost::thread newthread(&NewThread);
        newthread.join();
        return 0;
}

// g++ main.cpp -o test -lboost_system -lboost_thread