c++常用库简介

 

STL是一个标准,各商家根据这个标准开发了各自的STL版本。而在这形形色色的STL版本中
,SGI STL无疑是最引人瞩目的一个。这当然是因为这个STL产品系出名门,其设计和编写
者名单中,Alexander Stepanov和Matt Austern赫然在内,有两位大师坐镇,其代码水平
自然有了最高的保证。SGI STL不但在效率上一直名列前茅,而且完全依照ISO C++之规范
设计,使用者尽可放心。此外,SGI STL做到了thread-safe, 还体贴地为用户增设数种组
件,如hash, hash_map,hash_multimap, slist和rope容器等等。因此无论在学习或实用中
,SGI STL应是首选。

无奈,SGI STL本质上是为了配合SGI自作的UNIX变体IRIX所量身定做,其它平台上的C++编
译器想使用SGI STL,都需要一番周折。着名的GNU C++虽然也使用 SGI STL,但在发行前
已经过调试整合。普通的用户,特别是Windows平台上的BCB/VC用户要想使自己的C++编译
器与SGI STL共同工作,可不是一件容易的事情。好在英雄总能及时出现,俄国人Boris F
omitchev注意到这个问题之後,建立了一个free的项目,称为STLport,旨在将SGI STL的
基本代码移植到各种主流编译环境中,使各种编译器的用户都能够享受到SGI STL带来的先
进之处。STLport 发展过程中,曾受到Matt Austern的亲切指导,发展到今天,已经比较
成熟。最新的STLport 4.0,可以从
www.stlport.org免费下载,zip文件体积约1.2M, 可以
支持向各种主流C++编译环境的移植。BCB及VC当然算是主流的编译环境,自然得到STLpor
t的关照。但据笔者实践来看,配置过程中还有一些障碍需要跨越,本文即旨在详细指导读
者在Borland C++Builder 5.5及Visual C++ 6.0 环境中配置STLport。


首先请从www.stlport.org中下载STLport 4.0的ZIP文件,文件名stlport-4.0.zip. 然後
利用WinZip等工具展开。生成stlport-4.0目录,该目录中有且仅有一个子目录,名称亦为
stlport-4.0,不妨将整目录拷贝到你以为合适的位置,然後改一个合适的名字,例如配合
BCB的,可以叫STL4BC,等等。

下面分成BCB/VC两种情形来描述具体过程。


Borland C++Builder 5
Borland C++Builder5中所带之C++编译器是5.5版本,在当前较主流的Windows平台编译器
中,对於ISO C++ Standard的支持是最完善的。用它来配合SGI STL相当方便,也是笔者推
荐之选。没有此开发工具的读者,可以到
www.borland.com上免费下载Borland C++ 5.5编
译器的一个精装版,该精装版体积为8.54M,名称 freecommandlinetools1.exe,乃一自解
压安装文件。可在Windows中执行它,
安装到合适的目录中。展开後体积50M。

以下描述中,假定你使用的Windows装在C:\Windows目录。如果你有BCB5,我假设装在C:\
Program Files\Borland\CBuilder5;如果你没有BCB5,而是使用上述的精简版BCC,则假
设安装在C:\BCC55目录中,而STLport原包置于C:\STL4BC。

C:\STL4BC中应该有以下内容:
<目录> doc
<目录> lib
<目录> src
<目录> stlport
<目录> test
文件 ChangLog
文件 Install
文件 Readme
文件 Todo

同时确保C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Bin或C:\BCC55\Bin在你的Path环境变量
中。

笔者推荐你在安装之前读一读Install文件,其中会讲到如何避免使用SGI提供的iostream
库。如果你不愿意使用SGI iostream,STLport会在原来编译器自带的iostream库外加一个
wrapper,使之能与SGI STL共同合作。不过SGI提供的iostream库标准化程度好,跟本家
的 STL代码配合起来速度也快些,所以笔者实在想不出什麽理由不使用它,在这里假定大
家跟笔者一样,乐于使用SGI iostream库。有不同看法者尽可以按照Install文件的说法调
整。

下面一步步来:

0. 本次配置任务均在DOS命令状态下完成,请先从“开始”-->“附件”菜单中选中MS-DO
S方式,打开一个DOS窗口。

1. 到C:\Program Files\Borland\CBuilder5\bin中,利用你顺手的文本编辑器修改两个文
件:

file1: bcc32.cfg,改成:

-I"C:\STL4BC\stlport";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Include";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Include\vcl"
-L"C:\STL4BC\LIB";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib\obj";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib\release"

上面为了方便阅读用"\"符号将很长的一行折行,实际文件应该只有两行。

file2: ilink32.cfg,改成:

-L"C:\STL4BC\LIB";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib\obj";\
"C:\Program Files\Borland\CBuilder5\Lib\release"

在C:\BCC55\BIN目录中,不存在这两个文件,请你自己用文字编辑器手工做出这两个文件
来,内容与上面有所不同,如下

file1: bcc32.cfg,内容:

-I"C:\STL4BC\stlport";"C:\BCC55\Include";
-L"C:\STL4BC\LIB";"C:\BCC55\Lib";

file2: ilink32.cfg,内容:

-L"C:\STL4BC\LIB";"C:\BCC55\Lib";

2. 进入到C:\STL4BC\SRC目录中。

3. 执行命令copy bcb5.mak Makefile

4. 执行命令make clean all

这个命令会执行很长时间,尤其在老旧机器上,可能运行30分钟以上。屏幕不断地在显示

工作情况,有时你会看到好像计算机在反复地做同样几件事,请保持耐心,这实际上是在

以不同编译开关建立不同性质的目标库。

5. 经过一段漫长的编译之後, 终於结束了。现在你再执行命令 make install 这次需要
的时间不长。

6. 来到C:\STL4BC\LIB目录,执行
copy *.dll c:\windows\system;

7. OK,大功告成。下面一步应该是检验一下事不是真的用上了SGI STL。rope是SGI STL提
供的一个特有容器,专门用来对付超大规模字符串(string是细弦,而rope是粗绳子,可以
想见rope的能力有多强)。

下面这个程序有点暴殓天物,不过也可以做一个小试验了:

//issgistl.cpp
#include <iostream>
#include <rope>

using namespace std;

int main()
{
  // crope就是容纳char类型字符的rope容器
  crope bigstr1("It took me about one hour ");
  crope bigstr2("to plug the STLport into Borland C++!");
  crope story = bigstr1 + bigstr2;
  cout << story << endl;
  return 0;
}
//~issgistl.cpp

编译 bcc32 issgistl.cpp

咦,怪哉,linker报告说找不到stlport_bcc_static.lib,到C:\STL4BC\LIB看个究竟,确
实并没有这个文件,倒是有一个stlport_bcb55_static.lib。笔者发现这是STLport的一个
小问题,需要将库文件的名字做一点改动:

copy stlport_bcb55_static.lib stlport_bcc_static.lib

这做法比较稳妥,原来的stlport_bcb55_static.lib也保留下来。以其他选项进行编译时
,还可能会遇到类似的问题,只要照葫芦画瓢该名字就没问题了。

现在再编译,应该没问题了。可能有一些warning,没有关系。只要能运行,就说明rope容
器起作用了,也就是说你的SGI STL开始工作了。

 


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在C ++中,库的地位是非常高的。C++之父 Bjarne Stroustrup先生多次表示了设计库来扩充功能要好过设计更多的语法的言论。现实中,C++的库门类繁多,解决的问题也是极其广泛,库从轻量级到重量级的都有。不少都是让人眼界大开,亦或是望而生叹的思维杰作。由于库的数量非常庞大,而且限于笔者水平,其中很多并不了解。所以文中所提的一些库都是比较著名的大型库。

标准库

标准库中提供了C++程序的基本设施。虽然C++标准库随着C++标准折腾了许多年,直到标准的出台才正式定型,但是在标准库的实现上却很令人欣慰得看到多种实现,并且已被实践证明为有工业级别强度的佳作。

1、   Dinkumware C++ Library

参考站点:http://www.dinkumware.com/'>http://www.dinkumware.com/

P.J. Plauger编写的高品质的标准库。P.J. Plauger博士是Dr. Dobb's程序设计杰出奖的获得者。其编写的库长期被Microsoft采用,并且最近Borland也取得了其OEM的license,在其C/C+ +的产品中采用Dinkumware的库。

2、   RogueWave Standard C++ Library

参考站点:http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/

这个库在Borland C++ Builder的早期版本中曾经被采用,后来被其他的库给替换了。笔者不推荐使用。

3、SGI STL

参考站点:http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/'>http://www.roguewave.com/

SGI公司的C++标准模版库。

4、STLport

参考站点:http://www.stlport.org/'>http://www.stlport.org/

SGI STL库的跨平台可移植版本。

 

准标准库——Boost

Boost 库是一个经过千锤百炼、可移植、提供源代码的C++库,作为标准库的后备,是C++标准化进程的发动机之一。 Boost库由C++标准委员会库工作组成员发起,在C++社区中影响甚大,其成员已近2000人。 Boost库为我们带来了最新、最酷、最实用的技术,是不折不扣的“准”标准库。

Boost中比较有名气的有这么几个库:

Regex
正则表达式库

Spirit
LL parser framework,用C++代码直接表达EBNF

Graph
图组件和算法

Lambda
在调用的地方定义短小匿名的函数对象,很实用的functional功能

concept check
检查泛型编程中的concept

Mpl
用模板实现的元编程框架

Thread
可移植的C++多线程库

Python
把C++类和函数映射到Python之中

Pool
内存池管理

smart_ptr
5个智能指针,学习智能指针必读,一份不错的参考是来自CUJ的文章:

Smart Pointers in Boost,哦,这篇文章可以查到,CUJ是提供在线浏览的。中文版见笔者在《Dr. Dobb's Journal软件研发杂志》第7辑上的译文。


Boost 总体来说是实用价值很高,质量很高的库。并且由于其对跨平台的强调,对标准C++的强调,是编写平台无关,现代C++的开发者必备的工具。但是Boost 中也有很多是实验性质的东西,在实际的开发中实用需要谨慎。并且很多Boost中的库功能堪称对语言功能的扩展,其构造用尽精巧的手法,不要贸然的花费时间研读。Boost另外一面,比如Graph这样的库则是具有工业强度,结构良好,非常值得研读的精品代码,并且也可以放心的在产品代码中多多利用。

参考站点:http://www.boost.org'>http://www.boost.org(国内镜像:http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.c-view.org/tech/lib/boost/index.htm

GUI

在众多C++的库中,GUI部分的库算是比较繁荣,也比较引人注目的。在实际开发中,GUI库的选择也是非常重要的一件事情,下面我们综述一下可选择的GUI库,各自的特点以及相关工具的支持。

1、   MFC

大名鼎鼎的微软基础类库(Microsoft Foundation Class)。大凡学过VC++的人都应该知道这个库。虽然从技术角度讲,MFC是不大漂亮的,但是它构建于Windows API 之上,能够使程序员的工作更容易,编程效率高,减少了大量在建立 Windows 程序时必须编写的代码,同时它还提供了所有一般 C++ 编程的优点,例如继承和封装。MFC 编写的程序在各个版本的Windows操作系统上是可移植的,例如,在 Windows 3.1下编写的代码可以很容易地移植到 Windows NT 或 Windows 95 上。但是在最近发展以及官方支持上日渐势微。

 

2、   QT

参考网站:http://www.trolltech.com/'>http://www.trolltech.com/

Qt 是Trolltech公司的一个多平台的C++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。Qt是完全面向对象的很容易扩展,并且允许真正地组件编程。自从1996年早些时候,Qt进入商业领域,它已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的基础。Qt也是流行的Linux桌面环境KDE 的基础,同时它还支持Windows、Macintosh、Unix/X11等多种平台。

 

3、WxWindows

参考网站:http://www.wxwindows.org/'>http://www.wxwindows.org/

跨平台的GUI库。因为其类层次极像MFC,所以有文章介绍从MFC到WxWindows的代码移植以实现跨平台的功能。通过多年的开发也是一个日趋完善的 GUI库,支持同样不弱于前面两个库。并且是完全开放源代码的。新近的C++ Builder X的GUI设计器就是基于这个库的。

4、Fox

开放源代码的GUI库。作者从自己亲身的开发经验中得出了一个理想的GUI库应该是什么样子的感受出发,从而开始了对这个库的开发。有兴趣的可以尝试一下。

参考网站:http://www.fox'>http://www.fox-toolkit.org/

5、   WTL

基于ATL的一个库。因为使用了大量ATL的轻量级手法,模板等技术,在代码尺寸,以及速度优化方面做得非常到位。主要面向的使用群体是开发COM轻量级供网络下载的可视化控件的开发者。

6、   GTK

参考网站:http://gtkmm.sourceforge.net/

GTK是一个大名鼎鼎的C的开源GUI库。在Linux世界中有Gnome这样的杀手应用。而GTK就是这个库的C++封装版本。

 

 


网络通信

ACE

参考网站:http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/ACE.html

C+ +库的代表,超重量级的网络通信开发框架。ACE自适配通信环境(Adaptive Communication Environment)是可以自由使用、开放源代码的面向对象框架,在其中实现了许多用于并发通信软件的核心模式。ACE提供了一组丰富的可复用C++ 包装外观(Wrapper Facade)和框架组件,可跨越多种平台完成通用的通信软件任务,其中包括:事件多路分离和事件处理器分派、信号处理、服务初始化、进程间通信、共享内存管理、消息路由、分布式服务动态(重)配置、并发执行和同步,等等。

StreamModule

参考网站:http://www.omnifarious.org/StrMod/'>http://www.omnifarious.org/StrMod/

设计用于简化编写分布式程序的库。尝试着使得编写处理异步行为的程序更容易,而不是用同步的外壳包起异步的本质。

SimpleSocket

参考网站:http://home.hetnet.nl/~lcbokkers/simsock.htm

这个类库让编写基于socket的客户/服务器程序更加容易。

A Stream Socket API for C++

参考网站:http://www.pcs.cnu.edu/'>http://www.pcs.cnu.edu/~dgame/sockets/socketsC++/sockets.html

又一个对Socket的封装库。

XML

Xerces

参考网站:http://xml.apache.org/xerces-c/

Xerces-C++ 是一个非常健壮的XML解析器,它提供了验证,以及SAX和DOM API。XML验证在文档类型定义(Document Type Definition,DTD)方面有很好的支持,并且在2001年12月增加了支持W3C XML Schema 的基本完整的开放标准。

XMLBooster

参考网站:http://www.xmlbooster.com/'>http://www.xmlbooster.com/

这个库通过产生特制的parser的办法极大的提高了XML解析的速度,并且能够产生相应的GUI程序来修改这个parser。在DOM和SAX两大主流XML解析办法之外提供了另外一个可行的解决方案。

Pull Parser

         参考网站:http://www.extreme.indiana.edu/xgws/xsoap/xpp/'>http://www.extreme.indiana.edu/xgws/xsoap/xpp/

         这个库采用pull方法的parser。在每个SAX的parser底层都有一个pull的parser,这个xpp把这层暴露出来直接给大家使用。在要充分考虑速度的时候值得尝试。

Xalan

         参考网站:http://xml.apache.org/xalan-c/

         Xalan是一个用于把XML文档转换为HTML,纯文本或者其他XML类型文档的XSLT处理器。

CMarkup

         参考网站:http://www.firstobject.com/xml.htm'>http://www.firstobject.com/xml.htm

         这是一种使用EDOM的XML解析器。在很多思路上面非常灵活实用。值得大家在DOM和SAX之外寻求一点灵感。

libxml++

http://libxmlplusplus.sourceforge.net/

libxml++是对著名的libxml XML解析器的C++封装版本

 

科学计算

Blitz++

参考网站:http://www.oonumerics.org/blitz/'>http://www.oonumerics.org/blitz/

Blitz++ 是一个高效率的数值计算函数库,它的设计目的是希望建立一套既具像C++ 一样方便,同时又比Fortran速度更快的数值计算环境。通常,用C++所写出的数值程序,比 Fortran慢20%左右,因此Blitz++正是要改掉这个缺点。方法是利用C++的template技术,程序执行甚至可以比Fortran更快。 Blitz++目前仍在发展中,对于常见的SVD,FFTs,QMRES等常见的线性代数方法并不提供,不过使用者可以很容易地利用Blitz++所提供的函数来构建。

POOMA

参考网站:http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.codesourcery.com/pooma/pooma

POOMA是一个免费的高性能的C++库,用于处理并行式科学计算。POOMA的面向对象设计方便了快速的程序开发,对并行机器进行了优化以达到最高的效率,方便在工业和研究环境中使用。

MTL

参考网站:http://www.osl.iu.edu/research/mtl/'>http://www.osl.iu.edu/research/mtl/

Matrix Template Library(MTL)是一个高性能的泛型组件库,提供了各种格式矩阵的大量线性代数方面的功能。在某些应用使用高性能编译器的情况下,比如Intel的编译器,从产生的汇编代码可以看出其与手写几乎没有两样的效能。

CGAL

参考网站:www.cgal.org

Computational Geometry Algorithms Library的目的是把在计算几何方面的大部分重要的解决方案和方法以C++库的形式提供给工业和学术界的用户。

 

游戏开发

Audio/Video 3D C++ Programming Library

参考网站:http://www.galacticasoftware.com/products/av/'>http://www.galacticasoftware.com/products/av/

AV3D是一个跨平台,高性能的C++库。主要的特性是提供3D图形,声效支持(SB,以及S3M),控制接口(键盘,鼠标和遥感),XMS。

KlayGE

参考网站:http://home.g365.net/enginedev/

国内游戏开发高手自己用C++开发的游戏引擎。KlayGE是一个开放源代码、跨平台的游戏引擎,并使用Python作脚本语言。KlayGE在LGPL协议下发行。感谢龚敏敏先生为中国游戏开发事业所做出的贡献。

OGRE

参考网站:http://www.ogre3d.org'>http://www.ogre3d.org

OGRE (面向对象的图形渲染引擎)是用C++开发的,使用灵活的面向对象3D引擎。它的目的是让开发者能更方便和直接地开发基于3D硬件设备的应用程序或游戏。引擎中的类库对更底层的系统库(如:Direct3D和OpenGL)的全部使用细节进行了抽象,并提供了基于现实世界对象的接口和其它类。

 

线程

C++ Threads

参考网站:http://threads.sourceforge.net/

这个库的目标是给程序员提供易于使用的类,这些类被继承以提供在Linux环境中很难看到的大量的线程方面的功能。

ZThreads

参考网站:http://zthread.sourceforge.net/

一个先进的面向对象,跨平台的C++线程和同步库。

 

序列化

s11n

参考网站:http://s11n.net/

一个基于STL的C++库,用于序列化POD,STL容器以及用户定义的类型。

Simple XML Persistence Library

参考网站:http://sxp.sourceforge.net/

这是一个把对象序列化为XML的轻量级的C++库。

 

字符串

C++ Str Library

参考网站:http://www.utilitycode.com/str/'>http://www.utilitycode.com/str/

操作字符串和字符的库,支持Windows和支持gcc的多种平台。提供高度优化的代码,并且支持多线程环境和Unicode,同时还有正则表达式的支持。

Common Text Transformation Library

参考网站:http://cttl.sourceforge.net/

这是一个解析和修改STL字符串的库。CTTL substring类可以用来比较,插入,替换以及用EBNF的语法进行解析。

GRETA

参考网站:http://research.microsoft.com/projects/greta/

这是由微软研究院的研究人员开发的处理正则表达式的库。在小型匹配的情况下有非常优秀的表现。

 


 

综合

P::Classes

参考网站:http://pclasses.com/

一个高度可移植的C++应用程序框架。当前关注类型和线程安全的signal/slot机制,i/o系统包括基于插件的网络协议透明的i/o架构,基于插件的应用程序消息日志框架,访问sql数据库的类等等。

ACDK - Artefaktur Component Development Kit

参考网站:http://acdk.sourceforge.net/

这是一个平台无关的C++组件框架,类似于Java或者.NET中的框架(反射机制,线程,Unicode,废料收集,I/O,网络,实用工具,XML,等等),以及对Java, Perl, Python, TCL, Lisp, COM 和 CORBA的集成。

dlib C++ library

参考网站:http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.cis.ohio-state.edu/~kingd/dlib/

各种各样的类的一个综合。大整数,Socket,线程,GUI,容器类,以及浏览目录的API等等。

Chilkat C++ Libraries

参考网站:http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.chilkatsoft.com/cpp_libraries.asp

这是提供zip,e-mail,编码,S/MIME,XML等方面的库。

C++ Portable Types Library (PTypes)

参考网站:http://www.melikyan.com/ptypes/'>http://www.melikyan.com/ptypes/

这是STL的比较简单的替代品,以及可移植的多线程和网络库。

LFC

参考网站:http://lfc.sourceforge.net/

哦,这又是一个尝试提供一切的C++库

 

其他库

Loki

参考网站:http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/

哦,你可能抱怨我早该和Boost一起介绍它,一个实验性质的库。作者在loki中把C++模板的功能发挥到了极致。并且尝试把类似设计模式这样思想层面的东西通过库来提供。同时还提供了智能指针这样比较实用的功能。

ATL

ATL(Active Template Library)是一组小巧、高效、灵活的类,这些类为创建可互操作的COM组件提供了基本的设施。

FC++: The Functional C++ Library

这个库提供了一些函数式语言中才有的要素。属于用库来扩充语言的一个代表作。如果想要在OOP之外寻找另一分的乐趣,可以去看看函数式程序设计的世界。大师 Peter Norvig在 “Teach Yourself Programming in Ten Years”一文中就将函数式语言列为至少应当学习的6类编程语言之一。

FACT!

参考网站:http://www.kfa'>http://www.kfa-juelich.de/zam/FACT/start/index.html

         另外一个实现函数式语言特性的库

Crypto++

提供处理密码,消息验证,单向hash,公匙加密系统等功能的免费库。

还有很多非常激动人心或者是极其实用的C++库,限于我们的水平以及文章的篇幅不能包括进来。在对于这些已经包含近来的库的介绍中,由于并不是每一个我们都使用过,所以难免有偏颇之处,请读者见谅。

 

资源网站

正如我们可以通过计算机历史上的重要人物了解计算机史的发展,C++相关人物的网站也可以使我们得到最有价值的参考与借鉴,下面的人物我们认为没有介绍的必要,只因下面的人物在C++领域的地位众所周知,我们只将相关的资源进行罗列以供读者学习,他们有的工作于贝尔实验室,有的工作于知名编译器厂商,有的在不断推进语言的标准化,有的为读者撰写了多部千古奇作……

Bjarne Stroustrup  http://www.research.att.com/'>http://www.research.att.com/~bs/

Stanley B. Lippman

http://blogs.msdn.com/slippman/(中文版http://www.zengyihome.net'>http://www.zengyihome.net/slippman/index.htm'>http://www.zengyihome.net'>http://www.zengyihome.net/slippman/index.htm)

Scott Meyers  http://www.aristeia.com/'>http://www.aristeia.com/

David Musser  http://www.c'>http://www.c'>http://www.c'>http://www.cs.rpi.edu/~musser/

Bruce Eckel  http://www.bruceeckel.com'>http://www.bruceeckel.com

Nicolai M. Josuttis  http://www.josuttis.com/'>http://www.josuttis.com/

Herb Sutter  http://www.gotw.ca/'>http://www.gotw.ca/

Andrei Alexandrescu  http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/'>http://www.moderncppdesign.com/

posted @ 2010-05-04 21:57 灰鸽子 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏