C++中经常用的头文件介绍

一、基础输入输出（I/O）

1. `<iostream>`

核心作用：提供 C++ 标准的输入输出流功能，是控制台程序最基础的头文件。
核心组件 ：cin（标准输入，读取键盘输入）、cout（标准输出，打印到控制台）、cerr（标准错误输出）、clog（日志输出）。
示例：

#include <iostream>
using namespace std; // 简化命名空间，新手常用

int main() {
string name;
cout << "请输入你的名字："; // 输出提示
cin >> name; // 读取输入
cout << "你好，" << name << "！" << endl; // 输出结果
return 0;
}

二、数据类型与通用工具

1. `<string>`

核心作用 ：提供 C++ 风格的std::string字符串类，替代 C 语言的字符数组，功能更强大、更安全。
核心功能：字符串拼接、长度获取、比较、查找、替换等。
示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
string str1 = "Hello";
string str2 = " World";
string str3 = str1 + str2; // 拼接字符串
cout << "拼接结果：" << str3 << endl; // 输出 Hello World
cout << "字符串长度：" << str3.size() << endl; // 输出 11
return 0;
}

2. `<vector>`

核心作用 ：提供动态数组（向量）std::vector，是 C++ 中最常用的容器，可自动扩容，替代 C 语言的静态数组。
核心功能：动态添加 / 删除元素、随机访问、获取长度、清空等。
示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
vector<int> nums; // 定义一个存储int的动态数组
nums.push_back(10); // 添加元素
nums.push_back(20);
nums.push_back(30);
复制代码
```
  // 遍历数组
  for (int num : nums) {
      cout << num << " "; // 输出 10 20 30
  }
  return 0;
```
}

3. `<algorithm>`

核心作用：提供大量通用的算法函数，如排序、查找、交换、反转等，配合容器使用。
核心函数 ：sort()（排序）、find()（查找）、reverse()（反转）、swap()（交换）。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
vector<int> nums = {3, 1, 4, 2};
sort(nums.begin(), nums.end()); // 升序排序

复制代码

  cout << "排序后：";
  for (int num : nums) {
      cout << num << " "; // 输出 1 2 3 4
  }
  
  // 查找元素4
  auto it = find(nums.begin(), nums.end(), 4);
  if (it != nums.end()) {
      cout << "\n找到元素4，位置：" << it - nums.begin() << endl; // 输出 3
  }
  return 0;

}

4. `<cstdlib>`

核心作用 ：提供通用的实用函数，如内存分配、随机数、程序退出、数值转换等（C++ 兼容 C 的<stdlib.h>）。
核心函数 ：rand()（生成随机数）、srand()（设置随机数种子）、exit()（退出程序）、atoi()（字符串转 int）。
示例：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime> // 用于设置随机数种子
using namespace std;

int main() {
srand(time(0)); // 以当前时间为种子，避免随机数重复
int random_num = rand() % 100; // 生成0-99的随机数
cout << "随机数：" << random_num << endl;
复制代码
```
  string str = "123";
  int num = atoi(str.c_str()); // 字符串转int
  cout << "转换后：" << num + 1 << endl; // 输出 124
  return 0;
```
}

三、日期与时间

1. `<ctime>`

核心作用 ：提供日期和时间相关的函数，如获取当前时间、时间转换、计时等（兼容 C 的<time.h>）。
核心函数 ：time()（获取当前时间戳）、localtime()（转换为本地时间）、clock()（程序运行时间）。
示例：

#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;

int main() {
// 获取当前时间
time_t now = time(0);
tm* local_time = localtime(&now);
cout << "当前时间：" << 1900 + local_time->tm_year << "-"
<< 1 + local_time->tm_mon << "-"
<< local_time->tm_mday << " "
<< local_time->tm_hour << ":"
<< local_time->tm_min << ":"
<< local_time->tm_sec << endl;
复制代码
```
  // 计时示例
  clock_t start = clock();
  // 模拟耗时操作
  for (int i = 0; i < 100000000; i++);
  clock_t end = clock();
  double duration = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;
  cout << "耗时：" << duration << " 秒" << endl;
  return 0;
```
}

四、数学运算

1. `<cmath>`

核心作用 ：提供各种数学运算函数，如三角函数、指数、对数、绝对值、取整等（兼容 C 的<math.h>）。
核心函数 ：sqrt()（平方根）、pow()（幂运算）、abs()（绝对值）、sin()/cos()（三角函数）、round()（四舍五入）。

示例：

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main() {
double num = 16.0;
cout << "16的平方根：" << sqrt(num) << endl; // 输出 4

复制代码

  double base = 2, exp = 3;
  cout << "2^3 = " << pow(base, exp) << endl; // 输出 8
  
  double neg = -3.14;
  cout << "-3.14的绝对值：" << abs(neg) << endl; // 输出 3.14
  return 0;

}

五、文件操作

1. `<fstream>`

核心作用：提供文件的输入输出功能，支持读写文本文件 / 二进制文件。
核心组件 ：ifstream（读取文件）、ofstream（写入文件）、fstream（读写文件）。

示例：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
// 写入文件
ofstream outfile("test.txt");
if (outfile.is_open()) {
outfile << "Hello, File!" << endl;
outfile << "C++ 文件操作示例" << endl;
outfile.close();
}

复制代码

  // 读取文件
  ifstream infile("test.txt");
  string line;
  if (infile.is_open()) {
      cout << "文件内容：" << endl;
      while (getline(infile, line)) { // 逐行读取
          cout << line << endl;
      }
      infile.close();
  } else {
      cout << "无法打开文件" << endl;
  }
  return 0;

}

六、其他常用头文件

头文件	核心作用	核心组件 / 函数
`<cstdio>`	C 风格输入输出（兼容`<stdio.h>`）	`printf()`、`scanf()`、`fopen()`
`<vector>`	动态数组（最常用容器）	`push_back()`、`size()`、`begin()`
`<map>`	键值对映射（有序）	`std::map`、`insert()`、`find()`
`<unordered_map>`	哈希表（无序，查询更快）	`std::unordered_map`
`<set>`	有序不重复集合	`std::set`、`insert()`、`erase()`
`<utility>`	通用工具，如键值对`pair`	`std::pair`、`swap()`
`<limits>`	各种数据类型的取值范围	`numeric_limits<int>::max()`

总结

基础必备 ：<iostream>（输入输出）、<string>（字符串）、<vector>（动态数组）是 C++ 入门最核心的头文件，几乎所有程序都会用到。
功能扩展 ：<algorithm>（算法）、<cmath>（数学）、<ctime>（时间）、<cstdlib>（通用工具）用于满足特定功能需求。
文件操作 ：<fstream>是处理文件读写的核心，替代 C 风格的<cstdio>文件操作更符合 C++ 特性。

记住这些头文件的核心用途，能让你在编写 C++ 程序时快速选择合适的头文件，避免重复造轮子，同时遵循 C++ 的最佳实践。

C++中经常用的头文件介绍

一、基础输入输出（I/O）

1. <iostream>

二、数据类型与通用工具

1. <string>

2. <vector>

3. <algorithm>

4. <cstdlib>

三、日期与时间

1. <ctime>

四、数学运算

1. <cmath>

五、文件操作

1. <fstream>

六、其他常用头文件

总结

1. `<iostream>`

1. `<string>`

2. `<vector>`

3. `<algorithm>`

4. `<cstdlib>`

1. `<ctime>`

1. `<cmath>`

1. `<fstream>`