C++ Technical Report 1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

C++ Technical Report 1 (TR1) является общим названием для стандарта ISO / IEC TR 19768, библиотеки расширений C++ — это документ с предложением дополнений в стандарт библиотеки С++. Дополнения включают регулярные выражения, умные указатели, хэш-таблицы, и генераторы случайных чисел. TR1 не стандарт, а скорее проект документа. Однако, большинство его предложений, вероятно, станут частью следующего официального стандарта, C++11. В то же время, производители могут использовать этот документ как руководство по созданию расширений.

Существуют планы по публикации следующего набора дополнений, C++ Technical Report 2, после стандартизации C++11.[1]

Дополнения, описанные в TR1[править | править вики-текст]

Все дополнения, которые описывает TR1, находятся в namespace std::tr1

Общие утилиты[править | править вики-текст]

  • reference_wrapper
  • Умные указатели:
    • shared_ptr
    • weak_ptr

Функциональные объекты[править | править вики-текст]

Определены в заголовочном файле tr1/functional

  • function
  • bind
  • result_of
  • mem_fn

Метапрограммирование и type_traits[править | править вики-текст]

Несколько меташаблонов определено в tr1/functional: is_pod, has_virtual_destructor, remove_extent, и другие. Основано на Boost Type Traits.

ГПСЧ[править | править вики-текст]

Заголовочный файл tr1/random определяет:

  • variate_generator
  • mersenne_twister
  • poisson_distribution, etc.

Специальные математические функции[править | править вики-текст]

Некоторые особенности TR1, такие, как специальные математические функции и некоторые дополнения C99, которые не включены в Visual C++ реализацию TR1.

Данные дополнения не попали в C++11.

  • дополнения к <cmath>/<math.h> файлы заголовков — beta, legendre и т. д.

В следующей таблице приведены все 23 специальных функций, описанные в TR1.

Имя функции Прототип функции Математическое выражение
Обобщённые полиномы Лягерра double assoc_laguerre(unsigned n, unsigned m, double x) ; {L_n}^m(x) = (-1)^m \frac{d^m}{dx^m} L_{n+m}(x), \text{ for } x \ge 0
Присоединённые многочлены Лежандра double assoc_legendre(unsigned l, unsigned m, double x) ; {P_l}^m(x) = (1-x^2)^{m/2} \frac{d^m}{dx^m} P_l(x), \text{ for } x \ge 0
Бета-функция double beta(double x, double y) ; \Beta(x,y)=\frac{\Gamma(x) \Gamma(y)}{\Gamma(x+y)}
Полный нормальный эллиптический интеграл Лежандра 1-го рода double comp_ellint_1(double k) ; K(k) = F\left(k, \textstyle \frac{\pi}{2}\right) = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \frac{d\theta}{\sqrt{1 - k^2 \sin^2 \theta}}
Полный нормальный эллиптический интеграл Лежандра 2-го рода double comp_ellint_2(double k) ; E\left(k, \textstyle \frac{\pi}{2}\right) = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \sqrt{1 - k^2 \sin^2 \theta}\; d\theta
Полный нормальный эллиптический интеграл Лежандра 3-го рода double comp_ellint_3(double k, double nu) ; \Pi\left(\nu, k, \textstyle \frac{\pi}{2}\right) = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \frac{d\theta}{(1 - \nu \sin^2 \theta)\sqrt{1 - k^2 \sin^2 \theta}}
Вырожденные гипергеометрические функции double conf_hyperg(double a, double c, double x) ; F(a, c, x) = \frac{\Gamma(c)}{\Gamma(a)} \sum_{n = 0}^\infty \frac{\Gamma(a + n) x^n}{\Gamma(c + n) n!}
Регулярные цилиндрические функции Бесселя double cyl_bessel_i(double nu, double x) ; I_\nu(x) = i^{-\nu} J_\nu(ix) = \sum_{k = 0}^\infty \frac{(x/2)^{\nu + 2k}}{k! \; \Gamma(\nu + k + 1)}, \text{ for } x \ge 0
Цилиндрические функции Бесселя первого рода double cyl_bessel_j(double nu, double x) ; J_\nu(x) = \sum_{k = 0}^\infty \frac{(-1)^k \; (x/2)^{\nu + 2k}}{k! \; \Gamma(\nu + k + 1)}, \text{ for } x \ge 0
en:Irregular modified cylindrical Bessel functions double cyl_bessel_k(double nu, double x) ; \begin{align}
K_\nu(x) & = \textstyle\frac{\pi}{2} i^{\nu+1} \big(J_\nu(ix) + i N_\nu(ix)\big) \\
         & = \begin{cases}
                 \displaystyle \frac{I_{-\nu}(x) - I_\nu(x)}{\sin \nu\pi}, & \text{for } x \ge 0 \text{ and } \nu \notin \mathbb{Z} \\[10pt]
                 \displaystyle \frac{\pi}{2} \lim_{\mu \to \nu} \frac{I_{-\mu}(x) - I_\mu(x)}{\sin \mu\pi}, & \text{for } x < 0 \text{ and } \nu \in \mathbb{Z} \\
             \end{cases}
\end{align}
en:Cylindrical Neumann functions

en:Cylindrical Bessel functions of the second kind

double cyl_neumann(double nu, double x) ; 
N_\nu(x) = \begin{cases}
                 \displaystyle \frac{J_\nu(x)\cos \nu\pi - J_{-\nu}(x)}{\sin \nu\pi}, & \text{for } x \ge 0 \text{ and } \nu \notin \mathbb{Z} \\[10pt]
                 \displaystyle \lim_{\mu \to \nu} \frac{J_\mu(x)\cos \mu\pi - J_{-\mu}(x)}{\sin \mu\pi}, & \text{for } x < 0 \text{ and } \nu \in \mathbb{Z} \\
             \end{cases}
Неполный нормальный эллиптический интеграл 1-го рода double ellint_1(double k, double phi) ; F(k,\phi)=\int_0^\phi\frac{d\theta}{\sqrt{1-k^2\sin^2\theta}}, \text{ for } \left|k\right| \le 1
Неполный нормальный эллиптический интеграл 2-го рода double ellint_2(double k, double phi) ; \displaystyle E(k,\phi)=\int_0^\phi\sqrt{1-k^2\sin^2\theta}d\theta, \text{ for } \left|k\right| \le 1
Неполный нормальный эллиптический интеграл 3-го рода double ellint_3(double k, double nu, double phi) ; \Pi(k,\nu,\phi)=\int_0^\phi\frac{d\theta}{\left(1-\nu\sin^2\theta\right)\sqrt{1-k^2\sin^2\theta}}, \text{ for } \left|k\right| \le 1
Интегральная показательная функция double expint(double x) ;  \mbox{E}i(x)=-\int_{-x}^{\infty} \frac{e^{-t}}{t}\, dt
Многочлены Эрмита double hermite(unsigned n, double x) ; H_n(x)=(-1)^n e^{x^2}\frac{d^n}{dx^n}e^{-x^2}\,\!
en:Hypergeometric series double hyperg(double a, double b, double c, double x) ; F(a,b,c,x)=\frac{\Gamma(c)}{\Gamma(a)\Gamma(b)}\sum_{n = 0}^\infty\frac{\Gamma(a+n)\Gamma(b+n)}{\Gamma(c+n)}\frac{x^n}{n!}
en:Laguerre polynomials double laguerre(unsigned n, double x) ; L_n(x)=\frac{e^x}{n!}\frac{d^n}{dx^n}\left(x^n e^{-x}\right), \text{ for } x \ge 0
en:Legendre polynomials double legendre(unsigned l, double x) ; P_l(x) = {1 \over 2^l l!} {d^l \over dx^l } (x^2 -1)^l, \text{ for } \left|x\right| \le 1
Дзета-функция Римана double riemann_zeta(double x) ; 
\Zeta(x) = 
          \begin{cases}
                 \displaystyle \sum_{k = 1}^\infty k^{-x}, & \text{for } x > 1 \\[10pt]
                 \displaystyle 2^x\pi^{x-1}\sin\left(\frac{x\pi}{2}\right)\Gamma(1-x)\zeta(1-x), & \text{for } x < 1 \\
             \end{cases}
en:Spherical Bessel functions of the first kind double sph_bessel(unsigned n, double x) ; j_n(x) = \sqrt{\frac{\pi}{2x}} J_{n+1/2}(x), \text{ for } x \ge 0
en:Spherical associated Legendre functions double sph_legendre(unsigned l, unsigned m, double theta) ;  Y_{l}^{m}(\theta, 0) \text{ where } Y_{l}^{m}(\theta, \phi) = (-1)^{m}\left[\frac{(2l+1)}{4\pi}\frac{(l-m)!}{(l+m)!}\right]^{1 \over 2} P_{l}^{m}(cos \theta)e^{im\phi}, \text{ for } |m| \leq l
en:Spherical Neumann functions

en:Spherical Bessel functions of the second kind

double sph_neumann(unsigned n, double x) ; n_n(x) = \left(\frac{\pi}{2x}\right)^{\frac{1}{2}}N_{n+\frac{1}{2}}(x), \text{ for } x \ge 0

Каждая функция имеет два дополнительных варианта. Добавление F 'или' L 'суффикс к имени функции дает функцию, которая действует на float или long double значения соответственно. Например:

float sph_neumannf( unsigned n, float x ) ;
long double sph_neumannl( unsigned n, long double x ) ;

Контейнеры[править | править вики-текст]

Тип для кортежей - tuple, основан на Boost Tuple, похож на расширение std:pair для большего числа объектов.

Тип для массивов фиксированной длины - array, основан на Boost Array.

Хэш-контейнеры[править | править вики-текст]

Заголовочные файлы unordered_set, unordered_map. Типы unordered_set, unordered_multiset, unordered_map, unordered_multimap (аналоги set, multiset, map, multimap). Обеспечивают в среднем константное время доступа, но в худшем случае длительность операции будет иметь линейную сложность от количества элементов в контейнере.

Регулярные выражения[править | править вики-текст]

Заголовочный файл regex, предоставляет regex, regex_match, regex_search, regex_replace и т.п. Основан на Boost RegEx

Совместимость с СИ[править | править вики-текст]

Одной из концепций при разработке C++ было обеспечение как можно большей совместимости с языком программирования Си. Однако данная концепция не являлась и не является приоритетной, а лишь настоятельно рекомендованной, а потому C++ нельзя в строгом смысле считать надмножеством Си (стандарты этих языков расходятся). TR1 — это попытка примирить некоторые из различий данных языков путем добавления различных заголовков в следующие библиотеки С++: <complex>, <locale>, <cmath> и т. д. Данные изменения способствуют приведению C++ в соответствие с C99 (не все части C99 включены в TR1).

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]