扩展命名空间 std

 

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预处理器 注释	关键词 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	catch 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 - 整型 - 浮点型
字符 - 字符串 - nullptr (C++11)
用户定义 (C++11)
工具
属性 (C++11)
类型
typedef 声明
类型别名声明 (C++11)
类型转换
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
类特有的函数属性
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)
杂项
内联汇编	C++ 历史

 

向 std 添加声明

向命名空间 std 或 std 内的任何嵌套命名空间添加声明或定义是未定义行为，但以下列出的少数例外情况除外。

#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

只有当声明依赖于至少一个程序定义类型且特化满足原始模板的所有要求（除非此类特化被禁止）时，才允许向命名空间 std 添加任何标准库类模板的模板特化。

// 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(); }
};

• 将模板 std::complex 特化为除 float、double 和 long double 以外的任何类型是未指定的。

• std::numeric_limits 的特化必须以可作为整型常量表达式使用的方式定义主模板中声明为static const(C++11 前)static constexpr(C++11 起)的所有成员。

在<type_traits>中定义的模板，除了std::common_type 和 std::basic_common_reference(C++20 起)之外，都不能为程序定义类型特化。这包括类型特性和类模板std::integral_constant。 std::hash 为程序定义类型所做的特化必须满足 Hash 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 CopyConstructible 和 CopyAssignable。此外，std::shared_ptr 的特化必须是 LessThanComparable，并且可转换为 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。

(C++11 起)

std::unary_function 和 std::binary_function 不得特化。

(C++17 前)

声明标准库类或类模板的任何成员类模板的完整或部分特化是未定义行为。

函数模板和模板的成员函数

只有当声明依赖于至少一个程序定义类型且特化满足原始模板的所有要求（除非此类特化被禁止）时，才允许向命名空间 std 添加任何标准库函数模板的模板特化。	(C++20 前)
声明任何标准库函数模板的完整特化是未定义行为。	(C++20 起)

声明标准库类模板的任何成员函数的完整特化是未定义行为。

声明标准库类或类模板的任何成员函数模板的完整特化是未定义行为。

变量模板

声明任何标准库变量模板的完整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 的特化必须在常量表达式中可用，并且类型为 const bool。并且 std::disable_sized_sentinel_for 可以特化用于 cv 非限定非数组对象类型 S 和 I，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 可以特化用于 cv 非限定程序定义类型。 每个数学常量变量模板都可以部分或显式特化，前提是特化依赖于程序定义类型。 (C++20 起)

(C++14 起)

模板的显式实例化

只有当声明依赖于至少一个程序定义类型的名称且实例化满足原始模板的标准库要求时，才允许显式实例化标准库中定义的类(C++20 起)模板。

其他限制

命名空间 std 不得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）或成员指针（对于非静态成员函数），除非它被指定为*可寻址函数*（见下文），否则其行为是未指定的（可能格式错误）。 以下代码在 C++17 中是良定义的，但从 C++20 起会导致未指定行为并可能编译失败 #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

(C++20 起)

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	发布时的行为	正确的行为
LWG 120	C++98	用户可以为非用户定义类型显式实例化标准 库模板	已禁止
LWG 232	C++98	如果声明依赖于具有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。 如果声明依赖于具有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。 如果声明依赖于具有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。	仅允许用于 用户定义类型
LWG 422	C++98	用户可以特化单个成员或成员模板 而无需特化整个标准库类或类模板	在这种情况下，行为是 未定义的