Boost C++ Libraries 簡介


Boost C++ Libraries 基本上是一個免費的 C++ 的跨平台函式庫集合,基本上應該可以把它視為 C++ STL 的功能再延伸;他最大的特色在於他是一個經過「同行評審」(peer review,可參考維基百科)、開放原始碼的函式庫,而且有許多 Boost 的函式庫是由 C++ 標準委員會的人開發的,同時部分函式庫的功能也已經成為 C++ TR1 (Technical Report 1,參考維基百科)、TR2、或是 C++ 0x 的標準了。

它的官方網站是:http://www.boost.org/,目前最新版本是 1.44.0(2010/08/13),包含了 104 個不同的 library;由於他提供的函式庫非常地多,的內容也非常地多元,根據官方的分類,大致上可以分為下面這二十類:

  1. 字串和文字處理(String and text processing)
  2. 容器(Containers)
  3. Iterators
  4. 演算法(Algorithms)
  5. Function objects and higher-order programming
  6. 泛型(Generic Programming)
  7. Template Metaprogramming
  8. Preprocessor Metaprogramming
  9. Concurrent Programming
  10. 數學與數字(Math and numerics)
  11. 正確性與測試(Correctness and testing)
  12. 資料結構(Data structures)
  13. 影像處理(Image processing)
  14. 輸入、輸出(Input/Output)
  15. Inter-language support
  16. 記憶體(Memory)
  17. 語法分析(Parsing)
  18. 程式介面(Programming Interfaces)
  19. 其他雜項
  20. Broken compiler workarounds

其中每一個分類,又都包含了一個或多個函式庫,可以說是功能相當豐富。

基本建置

而實際上,大部分的 Boost C++ 函式庫都是所謂「header only」的~也就是說,要使用 Boost 的話,只需要準備好他的 header 檔(Boost 都是用「.hpp」這個附檔名),不需要額外進行編譯就可以用了!這點雖然會多增加一點程式編譯階段時所需的時間,但是在準備開發環境的時候,算是相當方便的一件事。

不過,有部分的函式褲還是需要先編譯的。在官方的網頁上,就有列出了十二個必須要預先編譯的函式庫,包括了: Filesystem、GraphParallel、IOStreams、MPI、ProgramOptions、Python、Regex、Serialization、Signals、System、Thread、Wave。除此之外,像 DateTime、Graph、Math、Random、Test 這五項,則是可能會需要編譯的函式庫。

而如果要建置 Boost C++ Libraries 的話,步驟也相當簡單。Boost  本身有提供一個 bjam 的建置工具(官方文件),透過這個工具,就可以輕鬆地建置出 Boost 裡面可以預先編譯的函式庫了~在最簡單的狀況下,只要使用 Visual Studio 的命令提示字元(Command Prompt),進到 Boost 的目錄下,執行:

bootstrap
.\bjam

這兩個指令就可以了!

第一行的 bootstrap 基本上是用來建置 bjam 用的,下了這個指令後,就會開始建置 Boost 的 bjam 建置引擎(build engine);第二行就是執行 bjam,來編譯、建置 Boost 裡可以預先編譯的函式庫了~這樣建置產生的出來的檔案全部都是 .lib 檔,預設會放在「\stage\lib」這個目錄下

Boost 建置出來的 lib 檔檔名都滿長的,包含了版本編號以及各種組態的名稱,例如:「libboost_iostreamsvc100mtgd-1_44.lib」,開頭的 libboost_iostreams 就是代表他是 boost 裡的 iostreams 函式庫,vc100 則是代表是用 Visual C++ 10.0(2010)建置出來的,mt 則是 multi-thread,gd 應該是代表他是 debug 版、有產生偵錯的資訊,最後的 1_44 就是 Boost 的版本了~而如果有自行設定其他的編譯參數的話,產生出來的檔案檔名,也會有所不同的。

那檔案名稱這麼複雜,要 link 的時候會很麻煩嗎?其實不會。Boost 有提供所謂「auto linking」的功能(參考官方網站),可以自動地完成 linking 的動作(附註 1);像以 Visual C++ 在使用 Boost 時,只要有正確地在專案的「Additional Library Directories」裡加上 Boost 的 lib 檔的所在路徑,建置程式時他就會自動去找到對應的 .lib 檔做連結了~這點算是相當方便的~

 

進階建置設定

而 bjam 本身也還有許多參數可以指定,有特殊需要的話,可以參考官方文件的說明。Heresy 這邊舉幾個自己有用到的:

-a
重建所有東西
-j N
指定編譯時一次執行 N 個指令,在多核心的電腦上可以藉此加快編譯的速度。
address-model=32 / 64
指定要編譯 32 位元或 64 位元的程式。
variant=debug / release
指定要建置 debug 版或 release 版,不指定的話就會都建置。
–stagedir=<STAGEDIR>
指定建置完後的 lib 檔要放在哪裡,預設是 ./stage

像 Heresy 這邊建置 Boost 的話,32 位元的指令就是

bjam --stagedir=lib32 -j 4

而 64 位元的指令則是

bjam address-model=64 --stagedir=lib64  -j 4

 

其他:

這篇大概就先寫到這了。接下來,Heresy 應該會把一些自己有在用的 Boost Library 整理一些簡單的教學、範例出來,不過基本上,應該不可能全部都寫就是了。 XD

畢竟,整個 Boost 太大、也太雜了,真要完全都玩過一次,基本上應該不太可能吧。 ^^"

 

附註:

  1. auto linking 只適用於有支援的編譯器,大部分 Windows 的編譯器都支援,但是 GCC 不支援。
  2. auto linking 實際上的寫法很簡單,就是「#pragma comment( lib, "XXX.lib")

Boost C++ Libraries 目錄
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關於 Heresy
https://kheresy.wordpress.com

33 Responses to Boost C++ Libraries 簡介

  1. 引用通告: Boost 與 Qt 的 Signal / Slot 效能測試 | Heresy's Space

  2. 引用通告: 在 C++ 裡面呼叫外部程式 Boost.Process | Heresy's Space

  3. 引用通告: 跨平台的 plugin 開發函式庫:Boost DLL – 基本使用 | Heresy's Space

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