Question

C++ 跟其他现代语言比一直有个小巧的标准库。此外，大多标准库组件都很基础，而不是试图处理应用层面的任务。不过，C++11 增加了几个关键的库组件来支持特定任务：

• thread——基于线程和锁的并发
• regex——正则表达式
• chrono——时间
• random——随机数产生器和分布

和大量的商业支持程序库相比，这显然小得可怜，但这些组件质量很高，并且跟之前的标准 C++ 相比数量也多多了。

设计这些组件，是要服务于一些特定任务。在这些任务中，它们为程序员提供了重大帮助。遗憾的是，这些库来自不同背景，体现在接口风格上，就出现了差 异；除了要灵活和高性能之外它们没有一致的整体设计哲学。C++11 在合入一个组件方面没有明晰的标准（C++98 有一些 [Stroustrup 1994]）。更准确地说，我们只是从现有的、已被社区证明成功的组件中接收组件进来。很多组件来自 Boost（§2.3）。

如果你需要使用正则表达式，标准库中新加入的 regex 就是个巨大改进了。类似，加入无序容器（哈希表），如 unordered_map，为很多程序员省去了大量繁琐的工作，使之可以产出更好的程序。然而，这些库组件并没有对人们组织代码的方式产生重大影响，所以我在此不对这些库组件的细节展开讨论。

regex 库主要是 John Maddock 的工作 [Maddock 2002]。

哈希表不巧错过了 C++98 的截止时间，因而出现在了 C++0x 的第一批提案之中 [Austern 2002]。它们被称做无序的（例如 unordered_map），是为了区别于老的、有序的标准容器（例如 map），也是因为较明显的名字（例如 hash_map）已经在 C++11 之前被其他库大量使用了。另外，unordered_map 也可以说是个更好的名字，因为它指出了类型提供什么，而不是它是如何实现的。

random 库提供了分布函数和随机数产生器，其复杂性被誉为每个随机数库都想长成的样子。但它对初学者或者一般用户（常需要随机数）并不易用。它在 2002 年由 Jens Maurer [Maurer 2002] 提出，并在 2006 年经由费米国家实验室的一群人修订 [Brown et al. 2006]，随即被接受。

相比之下，Howard Hinnant 的 chrono 库 [Hinnant et al. 2008] 处理时间点和时间间隔，在提供复杂功能的同时仍保持了易用性。例如：

using namespace std::chrono;  // 在子命名空间 std::chrono
auto t0 = system_clock::now();
do_work();
auto t1 = system_clock::now();
cout << duration_cast<milliseconds>(t1-t0).count() << "msec\n";

其中的 duration_cast 把依赖于时钟的嘀嗒节拍数转换为程序员选用的时间单位。

使用如此简单的代码，你可以让大一学生都能感受到不同算法和数据结构的代价差异。chrono 为 thread 库提供了时间支持（§4.1.2）。

到了 C++20，chrono 得到进一步增强，加入了处理日期和时区的功能（§9.3.6）。C++20 也允许把上面的例子简化为：

cout << t1-t0 << '\n';

这就会把 t0 和 t1 之间的时间差自动以合适的单位进行输出。