c++ 常用库

一、标准库（C++ Standard Library）

C++ 标准库是语言自带的核心库，无需额外安装，包含基础功能组件：

• 容器库（Containers）
  提供常用数据结构：vector（动态数组）、list（双向链表）、map/unordered_map（键值对映射）、set/unordered_set（集合）等，支持快速插入、删除和查找。
• 算法库（Algorithms）
  包含排序（sort）、查找（find）、转换（transform）、迭代（for_each）等通用算法，可直接作用于容器，提高代码复用性。
• 字符串库（Strings）
  std::string 类提供字符串操作（拼接、查找、替换等），支持 Unicode 和多字节字符。
• 输入输出库（IO Streams）
  包含 iostream（控制台 IO）、fstream（文件 IO）、stringstream（字符串流），支持格式化读写。
• 智能指针（Smart Pointers）
  unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr 等，自动管理内存，避免内存泄漏。

二、基础工具库

1. Boost

• 简介：最知名的 C++ 扩展库集合，被称为 “准标准库”，许多功能已被纳入 C++ 标准（如 std::shared_ptr 源自 Boost）。
• 核心组件
  • Boost.Asio：网络与异步 IO 库，支持 TCP/UDP、串口通信。
  • Boost.PointerContainer：智能指针容器，简化动态对象管理。
  • Boost.Regex：正则表达式库，支持复杂字符串匹配。
  • Boost.Thread：跨平台线程库，提供线程、 mutex、条件变量等。
• 适用场景：需要跨平台、高性能基础工具的项目。
• 官方地址：https://www.boost.org/
• 获取方式：官网下载源码编译，或通过包管理器（如 Ubuntu 的 apt install libboost-all-dev、Windows 的 vcpkg）安装。

2. Abseil

• 简介：Google 开源的基础库，专注于现代 C++ 实践，包含字符串处理、容器优化、哈希算法等。
• 特点：轻量、高效，与 Google 内部项目（如 Chrome、TensorFlow）兼容，适合大型项目。
• 官方地址：https://abseil.io/
• 获取方式：通过 GitHub 仓库 克隆，支持 CMake 构建。

三、数据处理与算法

1. Eigen

• 简介：高性能线性代数库，支持矩阵运算、向量操作、线性方程组求解等。
• 优势：纯头文件库（无需编译），速度接近手写优化代码，广泛用于科学计算、机器学习（如 TensorFlow 底层依赖）。
• 官方地址：http://eigen.tuxfamily.org/
• 获取方式：官网下载源码，解压后直接包含头文件即可使用（无需编译）。

2. PCL（Point Cloud Library）

• 简介：点云处理库，用于 3D 点云数据的获取、滤波、分割、配准等，适用于机器人、自动驾驶等领域。
• 官方地址：https://pointclouds.org/
• 获取方式：官网提供预编译包，或通过 GitHub 源码编译，支持 vcpkg 安装（vcpkg install pcl）。

3. CGAL（Computational Geometry Algorithms Library）

• 简介：计算几何库，提供多边形、网格、空间划分等几何算法，用于地理信息、计算机图形等场景。
• 官方地址：https://www.cgal.org/
• 获取方式：官网下载源码，或通过包管理器（如 Ubuntu 的 apt install libcgal-dev）安装。

四、网络与通信

1. libcurl

• 简介：跨平台网络传输库，支持 HTTP、HTTPS、FTP 等协议，可用于发送请求、下载文件。
• 特点：轻量、稳定，被广泛用于客户端网络通信（如浏览器、下载工具）。
• 官方地址：https://curl.se/libcurl/
• 获取方式：官网下载源码，或通过包管理器（apt install libcurl4-openssl-dev、vcpkg install curl）安装。

2. Poco C++ Libraries

• 简介：跨平台网络与应用框架，包含 HTTP 服务器 / 客户端、日志、数据库连接等组件，适合快速开发网络应用。
• 官方地址：https://pocoproject.org/
• 获取方式：官网下载源码，或通过 vcpkg 安装（vcpkg install poco）。

3. WebSocket++

• 简介：WebSocket 协议的 C++ 实现，支持实时双向通信，用于即时通讯、游戏服务器等场景。
• 官方地址：https://www.zaphoyd.com/websocketpp
• 获取方式：通过 GitHub 仓库 获取，纯头文件库，依赖 Boost 库。

五、图形与可视化

1. Qt

• 简介：跨平台 GUI 框架，包含窗口组件、绘图、多媒体、网络等模块，支持 C++ 和 QML（声明式语言）。
• 优势：一次编写多平台运行（Windows/macOS/Linux/ 嵌入式），适合开发桌面应用、嵌入式界面。
• 官方地址：https://www.qt.io/
• 获取方式：官网下载 Qt 安装器（含 IDE 和预编译库），开源版本免费使用。

2. SFML（Simple and Fast Multimedia Library）

• 简介：轻量级多媒体库，支持 2D 图形渲染、音频播放、窗口管理，适合开发小游戏、多媒体工具。
• 官方地址：https://www.sfml-dev.org/
• 获取方式：官网下载预编译包，或通过 vcpkg 安装（vcpkg install sfml）。

3. OpenGL/DirectX 绑定库

• 简介：底层图形 API 的 C++ 封装（如 GLFW、GLM），用于 3D 渲染，需配合 shader 编程使用，适合高性能图形应用。
• GLFW（窗口管理）：https://www.glfw.org/
• GLM（数学库）：https://glm.g-truc.net/
• 获取方式：官网下载源码，或通过包管理器安装。

六、数据库与存储

1. SQLite C/C++ Interface

• 简介：嵌入式数据库库，无需独立服务器，适合轻量级数据存储（如移动端、本地应用）。
• 官方地址：https://www.sqlite.org/
• 获取方式：官网下载源码或预编译库，纯 C 接口，可直接在 C++ 中使用。

2. MySQL Connector/C++

• 简介：MySQL 数据库的 C++ 驱动，支持连接 MySQL 服务器、执行 SQL 语句。
• 官方地址：https://dev.mysql.com/downloads/connector/cpp/
• 获取方式：官网下载对应平台的安装包或源码。

3. RocksDB

• 简介：Facebook 开源的高性能键值存储库，基于 LSM 树，适合高写入场景（如日志存储、缓存）。
• 官方地址：https://rocksdb.org/
• 获取方式：通过 GitHub 仓库 获取，支持 CMake 构建。

七、测试与调试

1. Google Test（GTest）

• 简介：Google 开源的单元测试框架，支持断言、测试套件、参数化测试，是 C++ 测试的事实标准。
• 官方地址：https://google.github.io/googletest/
• 获取方式：GitHub 仓库，支持 vcpkg 安装（vcpkg install gtest）。

2. Catch2

• 简介：轻量级测试框架，无需复杂配置，语法简洁，适合小型项目快速测试。
• 官方地址：https://catch2.docsforge.com/
• 获取方式：GitHub 仓库，纯头文件版本可直接包含使用。

3. Valgrind

• 简介：内存调试工具，可检测内存泄漏、越界访问等问题，配合 gdb 用于调试。
• 官方地址：https://valgrind.org/
• 获取方式：Linux 包管理器安装（apt install valgrind），源码需编译。

八、机器学习与深度学习

1. TensorFlow C++ API

• 简介：TensorFlow 的 C++ 接口，用于部署训练好的模型，适合高性能推理场景。
• 官方地址：https://www.tensorflow.org/install/c（C API 可在 C++ 中使用）
• 获取方式：官网下载预编译库，或从源码编译。

2. PyTorch C++ Frontend

• 简介：PyTorch 的 C++ 前端，支持模型定义、训练和推理，保留 Python 版本的灵活性。
• 官方地址：https://pytorch.org/cppdocs/
• 获取方式：随 PyTorch 安装（需编译时启用 C++ 支持），或通过 GitHub 源码构建。

3. Dlib

• 简介：机器学习库，包含人脸识别、目标检测、线性代数等功能，文档丰富，适合快速实现视觉相关任务。
• 官方地址：http://dlib.net/
• 获取方式：官网下载源码，或通过 vcpkg 安装（vcpkg install dlib）。

九、其他实用库

• spdlog：快速日志库，支持多线程、格式化输出，性能优于标准库的 iostream。
  • spdlog（日志库）：https://github.com/gabime/spdlog
• nlohmann/json：现代 C++ JSON 库，语法简洁，支持序列化 / 反序列化，纯头文件实现。
  • nlohmann/json（JSON 库）：https://github.com/nlohmann/json
• fmt：格式化库，替代 printf 和 std::format，支持类型安全和自定义格式。
  • fmt（格式化库）：https://fmt.dev/latest/index.html