Реализации без хостинга и с хостингом

Стандарт C++ определяет два типа реализаций: с хостингом и без хостинга. Для реализаций с хостингом набор заголовочных файлов стандартной библиотеки, требуемый стандартом C++, значительно больше, чем для реализаций без хостинга. В реализации без хостинга выполнение может происходить без операционной системы.

Тип реализации определяется реализацией. Макрос __STDC_HOSTED__ предопределен как 1 для реализаций с хостингом и как 0 для реализаций без хостинга.(с C++11)

Требования к многопоточным выполнениям и гонкам данных

без хостинга	с хостингом
В реализации без хостинга определяется реализацией, может ли программа иметь более одного потока выполнения.	В реализации с хостингом программа C++ может иметь более одного потока, выполняющегося параллельно.

(с C++11)

Требования к функции `main`

без хостинга с хостингом

В реализации без хостинга определяется реализацией, должна ли программа определять функцию main. Инициализация и завершение выполнения определяются реализацией; инициализация включает выполнение конструкторов объектов области видимости глобального пространства имён со статической продолжительностью хранения; завершение включает выполнение деструкторов объектов со статической продолжительностью хранения. В реализации с хостингом программа должна содержать глобальную функцию, называемую main. Выполнение программы запускает основной поток выполнения, в котором вызывается функция main, и в котором могут инициализироваться и уничтожаться переменные со статической продолжительностью хранения.

без хостинга	с хостингом
В реализации без хостинга определяется реализацией, должна ли программа определять функцию `main`. Инициализация и завершение выполнения определяются реализацией; инициализация включает выполнение конструкторов объектов области видимости глобального пространства имён со статической продолжительностью хранения; завершение включает выполнение деструкторов объектов со статической продолжительностью хранения.	В реализации с хостингом программа должна содержать глобальную функцию, называемую `main`. Выполнение программы запускает основной поток выполнения, в котором вызывается функция `main`, и в котором могут инициализироваться и уничтожаться переменные со статической продолжительностью хранения.

Требования к заголовочным файлам стандартной библиотеки

В реализации без хостинга набор заголовочных файлов определяется реализацией. Этот набор включает по крайней мере заголовочные файлы в следующей таблице.

Для частично реализованных заголовочных файлов реализации без хостинга необходимо предоставить только часть сущностей в соответствующем описании:

Если сущность прокомментирована // freestanding, она гарантированно будет предоставлена.

Если сущность (функция или шаблон функции) прокомментирована // freestanding-deleted, она гарантированно будет предоставлена или удалена.

(с C++26)

Заголовки, необходимые для самостоятельной реализации
Библиотека	Компонент	Заголовки	Самостоятельная реализация
Поддержка языка	Общие определения	`<cstddef>`	Все
	Стандартная библиотека C	`<cstdlib>`	Частично
	Свойства реализации	`<cfloat>` `<climits>` (с C++11) `<limits>` `<version>` (с C++20)	Все
	Целочисленные типы	`<cstdint>` (с C++11)	Все
	Управление динамической памятью	`<new>`	Все
	Идентификация типов	`<typeinfo>`	Все
	Местоположение исходного кода	`<source_location>` (с C++20)	Все
	Обработка исключений	`<exception>`	Все
	Инициализаторы списков	`<initializer_list>` (с C++11)	Все
	Сравнения	`<compare>` (с C++20)	Все
	Поддержка сопроцедур	`<coroutine>` (с C++20)	Все
	Другая поддержка выполнения	`<cstdarg>`	Все
	Поддержка отладки	`<debugging>` (с C++26)	Все
Концепции		`<concepts>` (с C++20)	Все
Диагностика	Номера ошибок	`<cerrno>` (с C++26)	Частично
Диагностика	Поддержка системных ошибок	`<system_error>` (с C++26)	Частично
Управление памятью	Память	`<memory>` (с C++23)	Частично
Метапрограммирование	Свойства типов	`<type_traits>` (с C++11)	Все
Метапрограммирование	Рациональная арифметика во время компиляции	`<ratio>` (с C++23)	Все
Общие утилиты	Компоненты утилит	`<utility>` (с C++23)	Все
	Кортежи	`<tuple>` (с C++23)	Все
	Функциональные объекты	`<functional>` (с C++20)	Частично
	Примитивные числовые преобразования	`<charconv>` (с C++26)	Частично
	Битовые операции	`<bit>` (с C++20)	Все
Строки	Классы строк	`<string>` (с C++26)	Частично
Строки	Утилиты для последовательностей с нулевым завершением	`<cstring>` (с C++26) `<cwchar>` (с C++26)	Частично
Итераторы		`<iterator>` (с C++23)	Частично
Диапазоны		`<ranges>` (с C++23)	Частично
Числовые значения	Математические функции для чисел с плавающей точкой	`<cmath>` (с C++26)	Частично
Поддержка параллельности	Атомарные переменные	`<atomic>` (с C++11)	Все^[1]
Устаревшие заголовки		`<ciso646>` (до C++20) `<cstdalign>` (с C++11)(до C++20) `<cstdbool>` (с C++11)(до C++20)	Все

Поддержка всегда атомарных целочисленных типов без блокировки и наличие псевдонимов типов std::atomic_signed_lock_free и std::atomic_unsigned_lock_free определены для самостоятельной реализации.(с C++20)

Примечания

Некоторые поставщики компиляторов могут не полностью поддерживать самостоятельную реализацию. Например, в GCC libstdc++ были проблемы с реализацией и сборкой до версии 13, а LLVM libcxx и MSVC STL не поддерживают самостоятельную реализацию.

В C++23 многие функции становятся доступными для самостоятельной реализации с частичными заголовками. Однако в WG21 всё ещё обсуждается вопрос о том, будут ли некоторые заголовки доступны для самостоятельной реализации в будущих стандартах. Независимо от этого, контейнеры, такие как vector, list, deque, и map, никогда не будут доступны для самостоятельной реализации из-за их зависимости от исключений и кучи.

GCC 13 предоставляет больше заголовков, таких как <optional>, <span>, <array>, и <bitset>, для самостоятельной реализации, хотя эти заголовки могут быть не переносимыми или не предоставлять те же возможности, что и реализация с поддержкой среды. Лучше избегать их использования в среде самостоятельной реализации, даже если компилятор их предоставляет.

END_OF_DOCUMENT_MARKER

Тестирование возможностей макрос	Значение	Стандарт	Функция
`__cpp_lib_freestanding_feature_test_macros`	202306L	(C++26)	макросы для тестирования возможностей в автономных реализациях
`__cpp_lib_freestanding_algorithm`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<algorithm>`
`__cpp_lib_freestanding_array`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<array>`
`__cpp_lib_freestanding_char_traits`	202306L	(C++26)	автономная реализация `std::char_traits`
`__cpp_lib_freestanding_charconv`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<charconv>`
`__cpp_lib_freestanding_cstdlib`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<cstdlib>`
`__cpp_lib_freestanding_cstring`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<cstring>`
`__cpp_lib_freestanding_cwchar`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<cwchar>`
`__cpp_lib_freestanding_errc`	202306L	(C++26)	автономная реализация `std::errc`
`__cpp_lib_freestanding_expected`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<expected>`
`__cpp_lib_freestanding_functional`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<functional>`
`__cpp_lib_freestanding_iterator`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<iterator>`
`__cpp_lib_freestanding_mdspan`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<mdspan>`
`__cpp_lib_freestanding_memory`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<memory>`
`__cpp_lib_freestanding_numeric`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<numeric>`
`__cpp_lib_freestanding_optional`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<optional>`
`__cpp_lib_freestanding_ranges`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<ranges>`
`__cpp_lib_freestanding_ratio`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<ratio>`
`__cpp_lib_freestanding_string_view`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<string_view>`
`__cpp_lib_freestanding_tuple`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<tuple>`
`__cpp_lib_freestanding_utility`	202306L	(C++26)	автономная реализация `<utility>`
`__cpp_lib_freestanding_variant`	202311L	(C++26)	автономная реализация `<variant>`

Ссылки

Стандарт C++23 (ISO/IEC 14882:2023):

4.1 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 10)
6.9.2 Многопоточные выполнения и гонки данных [intro.multithread] (с. 84)
6.9.3.1 Функция main [basic.start.main] (с. 89)
16.4.2.5 Автономные реализации [compliance] (с. 483)

Стандарт C++20 (ISO/IEC 14882:2020):

4.1 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 7)
6.9.2 Многопоточные выполнения и гонки данных [intro.multithread] (с. 77)
6.9.3.1 Функция main [basic.start.main] (с. 82)
16.5.1.3 Автономные реализации [compliance] (с. 470)

Стандарт C++17 (ISO/IEC 14882:2017):

4.1 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 5)
4.7 Многопоточные выполнения и гонки данных [intro.multithread] (с. 15)
6.6.1 Функция main [basic.start.main] (с. 66)
20.5.1.3 Автономные реализации [compliance] (с. 458)

Стандарт C++14 (ISO/IEC 14882:2014):

1.4 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 5)
1.10 Многопоточные выполнения и гонки данных [intro.multithread] (с. 11)
3.6.1 Функция main [basic.start.main] (с. 62)
17.6.1.3 Автономные реализации [compliance] (с. 441)

Стандарт C++11 (ISO/IEC 14882:2011):

1.4 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 5)
1.10 Многопоточные выполнения и гонки данных [intro.multithread] (с. 11)
3.6.1 Функция main [basic.start.main] (с. 58)
17.6.1.3 Автономные реализации [compliance] (с. 408)

Стандарт C++03 (ISO/IEC 14882:2003):

1.4 Соответствие реализации [intro.compliance] (с. 3)
3.6.1 Функция main [basic.start.main] (с. 43)
17.4.1.3 Автономные реализации [lib.compliance] (с. 326)

Отчеты об ошибках

Следующие отчеты об ошибках, изменяющие поведение, были применены ретроактивно к ранее опубликованным стандартам C++.

Отчет об ошибке	Применён к	Поведение как опубликовано	Правильное поведение
CWG 1938	C++98	реализация не нуждалась в документации о том, является ли она встроенной	сделано, что вид реализации является реализацией по умолчанию (следовательно, требует документации)
LWG 3653 (P1642R11)	C++20	`<coroutine>` является автономной, но использует `std::hash` которая не была	сделано, что `<functional>` частично автономна

См. также

C документация для Соответствия

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/w/cpp/freestanding