扩展命名空间 std

 

C++

编译器支持

独立式和宿主式

语言

标准库

标准库头文件

命名需求

特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

元编程库 (C++11)

诊断库

通用工具库

字符串库

容器库

迭代器库

ranges 库 (C++20)

算法库

数值库

本地化库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

正则表达式库 (C++11)

并发支持库 (C++11)

执行支持库 (C++26)

技术规范

符号索引

外部库

 

C++ 语言

常规主题
预处理器 注释	关键字 转义序列
流程控制
条件执行语句
if	switch
迭代语句（循环）
for range-for (C++11)	while do-while
跳转语句
continue - break	goto - return
函数
函数声明
Lambda 函数表达式
inline 说明符
动态异常规范 (直到 C++17*)
noexcept 说明符 (C++11)
异常
throw 表达式 try 块	处理程序
命名空间
命名空间声明	命名空间别名
类型
基本类型 枚举类型 函数类型	类/结构体类型 联合类型
说明符
const/volatile decltype (C++11) auto (C++11)	constexpr (C++11) consteval (C++20) constinit (C++20)
存储期说明符
初始化
默认初始化 值初始化 零初始化 复制初始化 直接初始化	聚合初始化 列表初始化 (C++11)   常量初始化 引用初始化

表达式
值类别 求值顺序	运算符 运算符优先级
替代表示
字面量
布尔 - 整数 - 浮点数
字符 - 字符串 - nullptr (C++11)
用户定义 (C++11)
实用工具
属性 (C++11)
类型
typedef 声明
类型别名声明 (C++11)
强制转换
隐式转换 static_cast const_cast	显式转换 dynamic_cast reinterpret_cast
内存分配
new 表达式	delete 表达式
类
类声明 构造函数 this 指针	访问说明符 friend 说明符
类特定函数属性
虚函数 override 说明符 (C++11)   final 说明符 (C++11)	explicit (C++11) static
特殊成员函数
默认构造函数 复制构造函数 移动构造函数 (C++11)	复制赋值 移动赋值 (C++11) 析构函数
模板
类模板 函数模板	模板特化 参数包 (C++11)
其他
内联汇编	C++ 历史

 

向 std 添加声明

向命名空间 std 或 std 内嵌套的任何命名空间添加声明或定义是未定义行为，但以下列出的几种情况除外。

#include <utility>
 
namespace std
{
    // a function definition added to namespace std: undefined behavior
    pair<int, int> operator+(pair<int, int> a, pair<int, int> b)
    {
        return {a.first + b.first, a.second + b.second};
    }
}

添加模板特化

类模板

只允许在以下情况下向命名空间 std 添加任何标准库类模板的模板特化：声明至少依赖于一个程序定义类型，并且特化满足原始模板的所有要求，除非禁止此类特化。

// Get the declaration of the primary std::hash template.
// We are not permitted to declare it ourselves.
// <typeindex> is guaranteed to provide such a declaration, 
// and is much cheaper to include than <functional>.
 
#include <typeindex> 
 
// Specialize std::hash so that MyType can be used as a key in 
// std::unordered_set and std::unordered_map.  Opening namespace
// std can accidentally introduce undefined behavior, and is not
// necessary for specializing class templates.
template<>
struct std::hash<MyType>
{
    std::size_t operator()(const MyType& t) const { return t.hash(); }
};

• 为 std::complex 模板特化除 float、double 和 long double 以外的任何类型是未指定的。

• std::numeric_limits 的特化必须定义主模板中声明为 static const（直到 C++11）static constexpr（自 C++11 起） 的所有成员，以便它们可以用作整型常量表达式。

<type_traits> 中定义的任何模板都不能为程序定义类型进行特化，但 std::common_type 和 std::basic_common_reference（自 C++20 起） 除外。这包括类型萃取和类模板 std::integral_constant。 std::hash 对程序定义类型的特化必须满足 Hash 的要求。 std::atomic 的特化必须具有已删除的复制构造函数、已删除的复制赋值运算符和 constexpr 值构造函数。 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr 的特化必须是可复制构造的和可复制赋值的。 此外，std::shared_ptr 的特化必须是小于可比较的，并且可以转换为 bool。 std::istreambuf_iterator 的特化必须具有平凡的复制构造函数、constexpr 默认构造函数和平凡的析构函数。

（自 C++11 起）

std::unary_function 和 std::binary_function 不得进行特化。

（直到 C++17）

对标准库类或类模板的任何成员类模板声明完全或部分特化是未定义行为。

函数模板和模板的成员函数

只允许在以下情况下向命名空间 std 添加任何标准库函数模板的模板特化：声明至少依赖于一个程序定义类型，并且特化满足原始模板的所有要求，除非禁止此类特化。	（直到 C++20）
声明任何标准库函数模板的完全特化是未定义行为。	（自 C++20 起）

声明任何标准库类模板的成员函数的完全特化是未定义行为

声明任何标准库类或类模板的成员函数模板的完全特化是未定义行为

变量模板

声明任何标准库变量模板的完全或部分特化是未定义行为，除非明确允许。 std::disable_sized_sentinel_for、std::ranges::disable_sized_range、std::ranges::enable_view 和 std::ranges::enable_borrowed_range 的特化应可在常量表达式中使用，并且类型为 const bool。 并且 std::disable_sized_sentinel_for 可以为 cv-unqualified 非数组对象类型 S 和 I 进行特化，其中至少一个为程序定义类型。 std::ranges::disable_sized_range、std::ranges::enable_view 和 std::ranges::enable_borrowed_range 可以为 cv-unqualified 程序定义类型进行特化。 每个数学常量变量模板都可以进行部分或显式特化，前提是特化依赖于程序定义类型。 （自 C++20 起）

（自 C++14 起）

模板的显式实例化

只允许在以下情况下显式实例化标准库中定义的类 （自 C++20 起）模板：声明至少依赖于一个程序定义类型的名称，并且实例化满足原始模板的标准库要求。

其他限制

命名空间 std 不能声明为内联命名空间。

寻址限制 如果 C++ 程序显式或隐式地尝试形成指向标准库函数或标准库函数模板实例化的指针、引用（对于自由函数和静态成员函数）或指向成员的指针（对于非静态成员函数），则其行为是未指定的（可能是格式错误的），除非它被指定为_可寻址函数_（见下文）。 以下代码在 C++17 中是定义良好的，但会导致未指定的行为，并且自 C++20 起可能无法编译 #include <cmath> #include <memory>   int main() { // by unary operator& auto fptr0 = &static_cast<float(&)(float, float)>(std::betaf);   // by std::addressof auto fptr1 = std::addressof(static_cast<float(&)(float, float)>(std::betaf));   // by function-to-pointer implicit conversion auto fptr2 = static_cast<float(&)(float)>(std::riemann_zetaf);   // forming a reference auto& fref = static_cast<float(&)(float)>(std::riemann_zetaf); } 指定的可寻址函数 I/O 操纵器: fmtflags 操纵器 std::boolalpha std::noboolalpha std::showbase std::noshowbase std::showpoint std::noshowpoint std::showpos std::noshowpos std::skipws std::noskipws std::uppercase std::nouppercase std::unitbuf std::nounitbuf adjustfield 操纵器 std::internal std::left std::right basefield 操纵器 std::dec std::hex std::oct floatfield 操纵器 std::fixed std::scientific std::hexfloat std::defaultfloat basic_istream 操纵器 std::ws basic_ostream 操纵器 std::endl std::ends std::flush std::emit_on_flush std::noemit_on_flush std::flush_emit

（自 C++20 起）

缺陷报告

以下行为更改缺陷报告已追溯应用于以前发布的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	已发布的行为	正确行为
LWG 120	C++98	用户可以显式实例化非用户定义类型的标准 库模板	禁止
LWG 232	C++98	如果声明依赖于外部链接的用户定义名称（可以引用非用户定义类型），则用户可以显式特化标准库模板 如果声明依赖于外部链接的用户定义名称（可以引用非用户定义类型）	仅允许用于 用户定义类型
LWG 422	C++98	用户可以专门化单个成员或成员模板 而无需专门化整个标准库类或类模板	在这种情况下，行为是 未定义的