cpp-from-scratch

从零手写 C++ 底层组件的开源仓库。

用 C++20 复现各类系统级数据结构与组件，包括缓存策略、容器、垃圾回收器、内存池等。Header-only，零依赖，线程安全。

项目结构

include/
├── containers/        # 基础容器：红黑树、B树、跳表、哈希表...
├── algorithms/        # 算法：排序、搜索...
└── systems/           # 系统级组件
    └── cache/         # 缓存策略（LRU / LFU / ARC）

命名空间统一为 cfs::<模块>，各模块互不耦合。

已实现

systems/cache — 缓存策略

组件	说明
ICache<K,V>	统一缓存抽象接口
LRUCache<K,V>	最近最少使用，哈希表 + 双向链表，O(1)
KLfuCache<K,V>	最低频次淘汰，支持频次衰减（K-LFU），解决缓存老化
ARCCache<K,V>	自适应替换缓存，LRU/LFU 双分区 + GhostList 动态调整

#include "systems/cache/lru_cache.h"

cfs::cache::LRUCache<std::string, std::string> cache(1000);
cache.put("key", "value");
if (auto val = cache.get("key")) {
    std::cout << val.value() << std::endl;
}

路线图

模块	类别	状态
LRU / LFU / ARC 缓存	systems/cache	已完成
红黑树	containers	计划中
B 树	containers	计划中
跳表	containers	计划中
内存池	systems	计划中
线程池	systems	计划中
垃圾回收器	systems	计划中
布隆过滤器	systems	计划中
协程调度器	systems	计划中
Mini Redis	systems	计划中

构建

需要 C++20 编译器及 CMake 3.31+。

mkdir build && cd build
cmake ..
cmake --build .

许可证

MIT