Boost

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Boost - kolekcja bibliotek programistycznych poszerzających możliwości języka C++, objętych liberalną licencją, która umożliwia użycie ich w dowolnym projekcie.

Dzięki restrykcyjnemu systemowi recenzowania i kontroli jakości, biblioteki Boost są poważane ze względu na ich wysoką jakość oraz często stawiane za wzorcowy przykład nowoczesnego projektowania i programowania w C++. Dziedziny zastosowania Boost są bardzo szerokie, pakiet dostarcza m.in. biblioteki ogólnego przeznaczenia (inteligentne wskaźniki, wyrażenia regularne), biblioteki stanowiące warstwę abstrakcji dla systemu operacyjnego (obsługa systemów plików czy wielowątkowości), jak i narzędzia przeznaczone głównie dla innych twórców bibliotek i zaawansowanych programistów języka C++ (np. biblioteka metaprogramowania MPL). Kilka bibliotek wchodzących w poczet Boost zostało włączonych do pierwszego raportu technicznego komitetu standaryzacyjnego C++ (w jego skład wchodzi wielu spośród twórców Boost).

W celu zapewnienia efektywności i elastyczności, w Boost na bardzo dużą skalę wykorzystywane jest programowanie z użyciem szablonów. Z tego względu środowisko twórców Boost jest jednym z głównych ośrodków prac i badań nad programowaniem uogólnionym i metaprogramowaniem w C++. Ceną za jakość bibliotek jest konieczność stosowania nowoczesnego kompilatora, w jak najpełniejszym zakresie zgodnego ze standardem języka, a także dość długi czas kompilacji programów.

Biblioteki[edytuj | edytuj kod]

Boost zapewnia biblioteki poszerzające możliwości języka C++ w następujących dziedzinach:

  • foreach - BOOST_FOREACH makro dla prostej iteracji elementów sekwencyjnych, od: Eric Niebler.
  • graph - Ogólne komponenty i algorytmy dla grafów, od Jeremy Siek oraz grupy z University of Notre Dame.
  • minmax - standardowe rozszerzenie biblioteki dla jednoczesnego obliczania min/max i min/max elementu, od Hervé Brönnimann.
  • range - Nowa infrastruktura generic algorithms będąca efektem nowej koncepcji iteratora, od Thorsten Ottosen.
  • string_algo - Biblioteka algorytmów pracujących na łańcuchach, od Pavol Droba.
  • utility - Szablon funkcji klas next(), prior(), od Dave Abrahams i innych.
  • Programowanie współbieżne
  • asio - Przenośne sieci i inne interfejsy I/O niskiego poziomu, w tym: sockets, timers, hostname resolution, socket iostreams, serial ports, file descriptors oraz Windows HANDLEs, od Chris Kohlhoff.
  • interprocess - pamięć współdzielona, pliki mapowania pamięci, współdzielenie między-procesowe mutexes, zmienne warunkowe, kontenery i wskaźniki, od Ion Gaztañaga.
  • MPI - biblioteka Message Passing Interface, do użytku przy programowaniu aplikacji obliczeń równoległych typu distributed-memory, od Douglas Gregor i Matthias Troyer.
  • thread - Przenośny C++ multi-threading, od William Kempf.
  • array - struktura kontenera (STL compliant container wrapper) dla tablic o stałym rozmiarze, od Nicolai Josuttis.
  • bimap - Mapowanie dwukierunkowe (maps), od Matias Capeletto.
  • circular_buffer - kontener STL znany również jako bufor cykliczny, od Jan Gaspar.
  • dynamic_bitset - Wersja dynamicznie zmienna std::bitset od Jeremy Siek i Chuck Allison.
  • graph - Ogólne komponenty i algorytmy dla grafów, od Jeremy Siek oraz grupy University of Notre Dame.
  • intrusive - Intrusywne contenery i algorytmy, od Ion Gaztañaga.
  • multi_array - Adaptery i Kontenery wielowymiarowe dla tablic przyległych danych, od Ron Garcia.
  • multi_index - Kontenery z wielokrotnym interfejsem dostępu kompatybilnego z STL, od Joaquín M López Muñoz.
  • pointer container - Kontenery do zapisu pamięci dynamicznie alokowanej (heap)- dla ułatwienia programowania zorientowanego obiektowo, od Thorsten Ottosen.
  • property map - Interfejsy definiowania koncepcyjnego mapujące obiekty kluczy z obiektami wartości, od Jeremy Siek.
  • unordered - nieuporządkowane kontenery asocjacyjne, od Daniel James.
  • variant - Bezpieczny, ogólny, bazujący na stosie stack-based kontenet z wariantami, od Eric Friedman i Itay Maman.
  • Sprawdzanie poprawności i testowanie
  • concept check - Ogólne narzędzie programowania, od Jeremy Siek.
  • static_assert - Statyczna asercja (asercja podczas kompilacji), od John Maddock.
  • test - Wsparcie dla prostych testów programu, testów full unit oraz monitorowania pracy programu, od Gennadiy Rozental.
  • any - Bezpieczny, ogólny kontener dla pojedynczych wartości różnych typów, od Kevlin Henney.
  • bimap - Dwukierunkowe mapy, od Matias Capeletto.
  • compressed_pair - Optymalizacja pustego elementu, od John Maddock, Howard Hinnant, et al.
  • fusion - Biblioteka przeznaczona do pracy z TUPLES, z różnymi kontenerami, algorytmami, etc. Od Joel de Guzman, Dan Marsden i Tobias Schwinger.
  • multi_index - Kontenery z STL-kompatybilnym interfejsem wielodostępowym, od Joaquín M López Muñoz.
  • pointer container - Kontener do zapisu dynamicznie alokowanych obiektów polimorficznych, ułatwiający programowanie zorientowane obiektowo, od Thorsten Ottosen.
  • property tree - Drzewiasta struktura danych przeznaczona do przechowywania danych konfiguracyjnych, od Marcin Kalicinski i Sebastian Redl.
  • tuple - Proste definicje funkcji zwracających dane złożone, itp, od Jaakko Järvi.
  • uuid - Universally Unique Identifiers, od Andy Tompkins.
  • variant - Stabilny, ogólny, bazujący na stosie kontener wariantowy, od Eric Friedman i Itay Maman.
  • Obiekty funkcyjne i programowanie wyższego poziomu
  • Programowanie uogólnione
  • Grafy
  • Wejście/wyjście
  • Wspomaganie dla łączenia z programami napisanymi w języku Python
  • Iteratory
  • Matematyka i obliczenia numeryczne
  • Zarządzanie pamięcią
  • Parsery
  • Metaprogramowanie za pomocą preprocesora
  • Inteligentne wskaźniki z automatycznym zliczaniem referencji
  • Łańcuchy znaków i przetwarzanie tekstów
  • Metaprogramowanie z użyciem szablonów
  • Obejścia nieprawidłowego działania wadliwych kompilatorów

Algebra liniowa[edytuj | edytuj kod]

Boost zawiera bibliotekę algebry liniowej o nazwie uBLAS, która ułatwia wykonywanie operacji na wektorach i macierzach.

  • Przykład pokazujący sposób w jaki mnoży się wektor przez macierz:
#include <boost/numeric/ublas/vector.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/matrix.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/io.hpp>

using namespace boost::numeric::ublas;

/* przykład mnożenia "y = Ax" */
int main () {
        vector<double> x (2);
        x(0) = 1; x(1) = 2;

        matrix<double> A(2,2);
        A(0,0) = 0; A(0,1) = 1;
        A(1,0) = 2; A(1,1) = 3;

        vector<double> y = prod(A, x);

        std::cout << y << std::endl;
        return 0;
}

Pełny opis znajduje się na stronie domowej biblioteki.

Generowanie liczb losowych[edytuj | edytuj kod]

Boost zawiera kilka generatorów liczb pseudolosowych, wraz z narzędziami umożliwiającymi uzyskanie wielu rozkładów danych.

#include <boost/random.hpp>
#include <ctime>

using namespace boost;

double SampleNormal (double mean, double sigma)
{
    // wybór generatora liczb
    mt19937 rng;
    // zadanie jako ziarna generatora liczby sekund od roku 1970
    rng.seed(static_cast<unsigned> (std::time(0)));

    // wybór pożądanego rozkładu
    normal_distribution<double> norm_dist(mean, sigma);

    // złączenie generatora i rozkładu przez obiekt funkcyjny
    variate_generator<mt19937&, normal_distribution<double> >  normal_sampler(rng, norm_dist);

    // próbka rozkładu
    return normal_sampler();
}

Pełny opis znajduje się na stronie domowej biblioteki.

Wielowątkowość[edytuj | edytuj kod]

Biblioteka Boost.Thread zapewnia możliwość programowania współbieżnego w jednolity sposób w różnych systemach operacyjnych. Ceną za uniwersalny charakter biblioteki jest ograniczona funkcjonalność w stosunku do dedykowanych rozwiązań dla systemów posiksowych jak i windowsowych. Przykładowy kod demonstrujący tworzenie wątków:

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <iostream>
using namespace std; 

void hello_world() {
  cout << "Witaj świecie, jestem wątkiem!" << endl;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
  // utwórz nowy wątek wywołujący funkcję "hello_world"
  boost::thread my_thread(&hello_world);
  // poczekaj na zakończenie wątku
  my_thread.join();
  
  return 0;
}

Osoby zaangażowane[edytuj | edytuj kod]

Początkowi fundatorzy Boost są nadal aktywnymi członkami społeczności, włączając takie osoby jak Beman Dawes oraz David Abrahams. Autor kilku książek o C++, Nicolai Josuttis wspierał Boost array library w roku 2001. Około 3,000 osób jest wpisanych na listy mailingowe Boost i wielu z nich jest bardzo aktywnych.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]