2012年软考软件设计师辅导之C++开源库介绍

会计考友 · 发表于 2012-8-2 09:08:23

C++在“商业应用”方面，曾经是天下第一的开发语言，但这一桂冠已经被java抢走多年。因为当今商业应用程序类型，已经从桌面应用迅速转移成Web应用。当Java横行天下之后，MS又突然发力，搞出C#语言，有大片的曾经的C++程序员，以为C++要就此沉沦，未料，这三年来，C++的生命力突然被严重地增强了。主力原因就是开源的软件、基础软件（比如并发原生支持，比如Android必定要推出原生的SDK）、各种跨平台应用的出现。　　开源C++库必须具有以下特点：必须是成熟的产品、跨平台的产品、相对通用的库。
　　一、通用标准类
　　STL：C++标准模板库，呵呵，它也是开源的嘛。
　　boost：C++准标准库，它是强大地，江湖称之“千锤百炼”-------若掌握，必横行世界。
　　deelx （轻量级的正则表达式解析类库，国产），boost里有强大的正则表达式解析库，但如果你只想要一个表达式解析，不想要拖上庞大的boost库时……支持一下国货。
　　iconv /iconvpp ：（C形式的编码转换函数库，
　　二、XML解析库
　　C++的XML相关库不少，但是大部分其实都是C库，使用起来自然不那么轻便。其中基于DOM的有TinyXml，基于SAX的当然是Xerces.前者小巧快捷，便于使用，适合做数据交换。后者则是全功能的XML解析器。
　　哥更倾向于TingyXml.小巧啊！
　　xerces-c ：最强大的XML解析库了，不是仅仅在开源库里，你尽管把商业的算在内。当然，它的变体，被IBM拿去卖钱的那个版本，多了数百兆的东东来支持各国编码转换，是更强大，但我觉得有小小的，开源的iconv在前不就够了？
　　根据博友的一篇博文对三个轻型xml解析开源库：SlimXml、TinyXml、RapidXml，对比如下：
　　解析这个3.3万行，1.5M大小的xml，三个库分别花了
　　SlimXml： 22ms
　　TinyXml： 54ms
　　RapidXml： 4ms！
　　结论是，RapidXml果然很强悍，居然比SlimXml快5倍多。
　　比较欣慰的是，在没有很关注效率的情况下，SlimXml仍然比TinyXml快2.5倍。SlimXml走的是简单小巧路线，源代码只有 32k，而TinyXml和RapidXml的源码分别是147k和141k，有这样的效率可以满意了。因为这个库主要还是针对几十上百行的小文件，解析特别大的xml不在我考虑的范围之内。
　　还有irrlicht（鬼火引擎）的irrXMl解析器。

　　xsd （XML 与 C++数据结构的绑定工具）。（商业使用要钱）

会计考友 · 发表于 2012-8-2 09:08:24

</p>　　三、数据库
　　我比较喜欢OTL（用于连接数据库）。其他的没用过
　　四、多媒体类
　　——摘录别处，自己，没用过
　　SDL （Simple DirectMedia Layer/多媒体直接访问层，用于游戏编程）。
　　相应的c开源库有ffmpeg、mpeg4、aac、avc、libmad、mpeg1、flac、ac3、ac3、matroska著名的多媒体播放器 TCPMP 天下闻名的跨平台、嵌入式手持设备视频播放器。
　　五、网络开发类
　　1、gSOAP SOAP协议的C++支持库及代码生成工具。
　　2、ACE 网络编程研究首选。
　　ACE适合于研究，大型网络编程上效率不足，大型网游里面几乎没有用到ACE的，很多用了ACE的项目也被证明了效率不高。
　　除了ACE之外，还有很多系统和网络编程方面的程序库。比如在线程库方面，还有ZThread、boost：：thread，如果放大到C/C++领域，还有APR，还有CII.在文件和目录操作方面，boost也有相应的组件，而在网络编程方面有socket++，还有boost：：asio，未来的 C++0X中几乎肯定有一个网络编程和一个线程库。然而目前看来，ACE仍然是进行系统和高性能网络编程的首选，其地位在一段时间内不会被撼动。它不但是一个实用的程序库、框架集，还是一个典范的设计模式应用范例，非常值得学习。
　　3、根据博友回复，我整理如下：
　　开源C++库，称为POCO（POrtable COmponents – 可移植元件），非常方便好用。
　　特性：
　　* 线程，程序同步及多线程编程高级抽象* 流及文件系统访问* 共享库将类加载* 功能强大的日志和错误报告* 安全及加密* 网络编程（TCP/IP 套接字， HTTP客户端和HTTP服务器， FTP， SMTP， POP3，等）
　　* XML解析（SAX2 和 DOM）及生成* 配置文件及选项处理* SQL数据库访问（ODBC， MySQL， SQLite）
　　可以运行的平台包括：
　　* Windows * Mac OS X * iPhone OS * （embedded） Linux * HP-UX * Tru64 * Solaris * QNX
　　六、GUI库
　　BCG Windows平台下界面设计的第三方库，可以让你的界面更美好，更具时代感。
　　wxWidgets ：使用wxWidgets ，开发者可以基于同一套代码，为Win32， Mac OS X， GTK+， X11， Motif， WinCE等平台开发应用程序。wxWidgets库可以被C++， Python， Perl， and C#/.NET等开发语言使用。跟其它有些同样支持跨平台GUI开发工具不同，基于wxWidgets的应用，拥有真实本地化的视觉及使用效果——因为，wxWidgets使用（各）平台原生的控件，而不是简单通过贴图去模拟。wxWidgets是使用广泛的，自由的，开源的，成熟的。
　　QT——界面（GUI）开发，支持C++/Java/Python/……多种语言。跨平台。最主要的好处是，API非常优美！Qt本身也不仅仅只是做GUI编程，实际它基本上可以做OS-API可以做的任何事情。象网络/数据库/OpenGL/……都提供完美的支持。
　　传统上Qt被认为是可移植的GUI库，但实际上Qt现在已经是一个比较完整的可移植应用程序框架了，其中包含了大量的工具，比如正则表达式、Web和 Socket类、2D和3D图形、XML解析、SQL类等，甚至还包括了一个完整的容器类库，不过其王牌还是GUI.在目前的跨平台GUI框架中，Qt成熟度最高，已经被一些大公司应用在关键产品中。由于Trolltech对Qt采用的dual license模式，该产品既可以从开源社区获得支持，又能够赚取足够的商业利润，因此其前景也令人比较有信心。
　　Qt的主要技术特色是其元对象模型。Qt实际上使用的并不是标准的C++，而是标准C++的一个扩展。它通过元对象模型扩展，实现了著名的signal/slot机制，而这一机制也成为Qt的最大特色和优势。
　　与Qt类似的可移植GUI框架还有wxWidget、FOX等
　　计算机视觉
　　OpenCV，因特尔自主的开源库。支持C/C++/Python接口。这个感兴趣的朋友可以玩一下。如果结合OpenCV，你可以做一些外行人觉得很酷的程序。比如说用它的人脸识别函数，来对你的摄像头进行处理，判断人的动作等

会计考友 · 发表于 2012-8-2 09:08:25

　七、图形图像处理　　GDAL，处理大图像。　要是GIS专业的人肯定会语言到非常大的tif影像，动则几个GB的航空影像。GDAL对大图像的读写支持是非常棒的（像多波段的图像都可以搞定）。支持C++/Java/Python……
　　国外开源的GIS软件QGIS就是用了gdal
　　c的图形图像库较多，libjpeg、libpng、zlib、tiff、JBIG、最著名的开源形图像处理软件Cximage
　　八、内存管理：boost：：smart_ptr，Hans-Boehm GC
　　C/C++的内存管理是一个永恒的话题。一般来说，C++的开发者倾向于自己管理内存。然而，出乎很多C++开发者意料的是，近期C++的一些领袖人物已经公开宣称，如果不配备自动内存管理机制，用C++编写安全可靠的大型程序是非常困难的。而Bjarne Stroustrup也曾对中国开发者建议，如果没有特别的理由，应该在大型项目中使用自动内存管理工具。因此，今天的C++开发者应当积极地学习和应用自动内存管理设施。
　　说到自动内存管理，比较轻量级的做法是boost：：smart_ptr，而激进的做法是引入完整的GC机制。目前开源而又比较可靠的GC中，Hans- Boehm GC无疑是最受信赖的。作为一个保守的GC，Hans-Boehm GC在性能和功能方面都算是卓越。特别是，使用这个GC，你仍然可以delete、free来自己管理内存，对于我们编程习惯的冲击比较小。
　　九、密码及安全：OpenSSL
　　安全是今天进行C/C++编程无法回避和必须重视的问题。然而编写安全的应用程序，特别是跟网络相关的C/C++应用程序，是一件十分困难的事情。可以说，整个业界目前在这个进程上仍然处于“初级阶段”。特别是涉及到大量的安全、密码学相关的算法、规范，如果让开发者自己摸索，其工作量和难度达到了不现实的程度。因此必须借助可靠的相关程序库才有可能提高程序的安全性。在这方面，OpenSSL是目前最好的选择，其内容之全面可靠，已经成为业界标杆。然而，由于安全编程固有的复杂性，即使使用penSSL，开发工作仍然是非常繁琐的。因此我们也希望能够尽快看到更简单、更易用的C/C++安全程序库。
　　十、矩阵计算：MTL
　　自1995年以来，C++在科学计算领域当中取得了巨大的突破。这主要归功于template技术的高级应用，使得C++在科学计算的性能方面取得了巨大的进步，一大批优秀的C++科学计算库涌现出来。比如Blitz++、POOMA、MTL、Boost：：uBLAS.而这其中，MTL就功能丰富程度、性能、开发支持和成熟程度来讲，是比较突出的一个，因此可以优先考虑。值得一提的是，2002年，MTL与后来被Intel收购的KAI C++配合，曾经在性能评测中击败了FORTRAN.
　　十一、中间件
　　1、分布式对象中间件：ICE
　　ICE是分布式对象中间件领域里的后起之秀，可以大致地将其视为“改进版”的CORBA.目前应用在一些大型项目当中，其中包括波音公司主持的下一代陆军作战系统。
　　ICE的一个特别价值是其代码的范例意义。由于ICE的出现较晚，开发者比较系统地应用了新的C++编程风格，所以成为了研读C++代码的良好目标。
　　2、消息中间件：ZeroMQ，总结的几种特性如下：
　　1）消息系统中，它差不多是最简洁的，只是个简洁的API，有n多种语言的绑定，没有专门的服务器；
　　2）性能非常优越，远远高于RabbitMQ、ActiveMQ、MSMQ等；
　　3）适合做分布式和并发应用。
　　十二、正则表达式：boost：：regex
　　正则表达式是编程工作中最强有力的工具之一。C++的正则表达式支持一直以来是一个软肋。大约在2001年左右，boost中出现了regex库，初步解决了这个问题。但是最初的regex无论在效率上还是可靠性方面都有一些问题，后来经过一次大规模的翻修之后，达到了比较完善的程度。

　　其他可以选择的替代品还有C语言的pcre库，Qt中的QRegExp类等。

会计考友 · 发表于 2012-8-2 09:08:26

</p>　　十三、配置管理：Lua
　　随着软件系统越来越复杂，对软件的可配置型提出了越来越高的要求。传统上只要通过命令行参数来配置的系统，现在可能需要越来越多的方式和机制。目前越来越受欢迎、并且得到越来越多证实的做法，是将Lua嵌入到C/C++程序中，而用Lua程序作为配置脚本。这种做法的优势是，Lua语言强大灵活，可以适应复杂的配置要求。同时，Lua便于嵌入C/C++程序，而且编译执行速度非常快，可以说是目前解决C/C++程序配置管理问题的一个出色方案。
　　十四、3D游戏引擎
　　1. Irrlicht
　　始于２００３，次年即被评为最佳开源游戏引擎。官方支持C++和。Net，拓展语言绑定包含java，perl，ruby，python.跨平台支持，使用D3D，OpenGL以及自带API.
　　优点：容易上手；跨平台；自带XML解析器；大的社区；
　　缺点：最近开发慢下来了
　　2. Panda3D
　　由迪斯尼开发，卡耐基－梅隆娱娱乐科技中心支持。Python是官方推荐语言。也支持C++.
　　优点：有用的社区；大量功能；定期开发；
　　缺点：缺乏工具支持；极差的文档；
　　3. OGRE
　　图像引擎中最好的一个。２０００年立的项。推荐使用C++语言。需要非常熟悉编程才行。初学者不宜。
　　优点：大量功能；优异的文档；大规模的社区；活跃的开发
　　缺点：不适合初哥；只有图像引擎
　　4. Crystal Space
　　1997年发行，用C++编写的开源游戏引擎。推荐使用C++
　　优点：不错的社区支持；大量功能；
　　缺点：难学；
　　5、Delta3d
　　Delta3D是一款由美国海军研究学院（Naval Postgraduate School）开发的全功能游戏与仿真引擎，得到美国军方巨大的支持与丰厚的投资。该引擎应用领域极为广泛，如开发在培训、教育、娱乐行业和科学计算可视化领域等方面建模与仿真的软件。
　　它的标准化设计把一些知名开源软件和引擎如 Open Scene Graph（OSG）， OpenDynamicsEngine （ODE）， Character Animation Library （CAL3D），还有 OpenAL融为一体。Delta3D通过对这些底层模块进行隐藏封装，整合在一起从而形成了一个使用更加方便的高级API 函数库，使得开发者在必要的时候能够使用底层函数进行二次开发。Delta3D在软件系列中，处于中间层（Middle layer）的位置上。
　　优点：适合各种3D游戏，仿真，很全面。一直在做更新。
　　缺点：参考资料比较少。中文文档也比较少。官方参考资料比较少。但是读源代码可以加快理解，应用。

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