标准库¶

关于标准库对名称的规定

标准库规定了许多变量及函数的用法，你不仅应该在标准库中这样使用这些函数，也应该在自己的代码中这样使用。
这样可以使你的代码更加规范，也可以使你的代码更加易读。

这些命名标准的意义

众所周知当你开始编写一个项目时，最困难的一件事就是给变量和函数命名。
但是当你使用统一的命名标准时，你不需要再记住各个函数的作用，你只需要记住标准规定就可以命名和使用函数和变量。

关于异常

标准库的每个函数都有开启异常和关闭异常的版本。因为 Lumos 默认是关闭异常的。
为了在全局开启异常，你可以编辑项目根目录的 lumos-config.lm。

核心功能¶

内存 `std.memory`¶

低级内存操作、指针管理和智能指针。

memset, memcpy, memmove, memcmp
指针操作和检查
内存分配和释放
引用计数和智能指针（Rc, Arc, Box）
内存统计和泄漏检测

字符串 `std.string`¶

字符串操作和文本处理。

字符串创建和基本操作
搜索、匹配和替换
字符串转换和分割
类型转换（字符串↔数字）
可变字符串操作

容器 `std.container`¶

数据结构和容器类型。

有序集：Array, List, LinkedList, Queue, Stack
无序集：HashSet
排序集：Set, MinPQ, MaxPQ
映射：HashMap, Map, ArrayMap, ListMap 等
迭代器接口
容器通用操作

系统交互¶

输入输出 `std.io`¶

标准输入输出和流操作。

基础输出：print, println
格式化输出：printf, format
基础输入：scan, scan_line, scan_str
格式化输入：scanf
流对象：stdin, stdout, stderr
缓冲化控制
颜色和表格输出

文件操作 `std.file`¶

文件和目录操作。

文件打开、读取、写入
文件指针操作（seek）
文件元数据查询
目录操作：创建、列表、遍历
文件系统操作：复制、移动、删除
路径处理和规范化
临时文件和目录

线程 `std.thread`¶

并发编程和线程安全。

线程创建和管理
互斥锁（Mutex）
读写锁（RWLock）
条件变量（Condvar）
屏障（Barrier）
自旋锁（Spin）
原子类型（Atomic）
通道（Channel）
线程池

随机数 `std.random`¶

伪随机数生成。

全局随机函数
随机数生成器类（RNG）
各种分布：均匀、正态、指数、泊松、二项
性能优化建议

算法¶

算法 `std.algorithm`¶

常用算法库。

搜索：线性搜索、二分搜索
排序：快速排序、合并排序、堆排序
变换：映射、过滤、反转、旋转
比较：集合操作、合并
分区：数据分区和排序
数值：累积和、最大最小值、求和

模块导入¶

导入整个模块¶

using std.container.*;
using std.algorithm.*;
using std.string.*;

导入特定函数¶

using std.io.println;
using std.io.print;
using std.random.rand;
using std.file.open_read;

有限导入¶

// 导入容器模块，但不导入内部的私有实现
using std.container.{List, HashMap, Set};

快速参考¶

I/O 操作¶

println("Hello, {}!", name);                  // 带格式化输出
i32 x = scan<i32>();                         // 读整数
str line = scan_line();                       // 读一行

容器操作¶

var list = List::<i32>::new();
list.push(1);
list.push(2);

val map = HashMap::<str, i32>::new();
map.set("age", 25);

字符串操作¶

str s = "hello world";
str upper = s.to_upper();
[str] parts = s.split(" ");
str formatted = format("Value: {}", 42);

文件操作¶

match open_read("data.txt") {
    Ok(file) => {
        str content = file.read_all().unwrap();
        file.close();
    }
    Err(err) => println("Error: {}", err),
}

并发编程¶

val counter = Mutex::new(0);
spawn {
    var guard = counter.lock();
    guard[] = guard[] + 1;
};

随机数¶

srand_auto();
i32 num = rand_range(1, 100);
f32 prob = randf();

性能提示¶

容器选择
- 频繁随机访问：List
- 频繁两端操作：LinkedList 或 Deque
- 快速搜索：HashMap, Set
- 有序遍历：Map
内存管理
- 避免频繁分配：预分配足够容量
- 使用智能指针而非原始指针
- 启用检测工具捕获泄漏
I/O 性能
- 批量读写而非单个字符
- 适当调整缓冲区大小
- 大文件考虑流式处理
算法选择
- 小数据集：简单排序（插入排序）
- 一般情况：快速排序
- 需要稳定性：合并排序
- 无锁场景：原子操作

标准库的扩展¶

Lumos 社区提供了许多标准库扩展：

数学库：矩阵、线性代数
日期时间库：时间戳、时区
正则表达式库
JSON/YAML 序列化库
网络库：TCP, UDP, HTTP

这些库可通过包管理系统安装。