S. Meyers, 潘爱民, 陈铭, 邹开红. Effective STL 中文版:50条有效使用 STL 的经验. ISBN: 978-7-121-20125-7

STL (Standard Template Library)的中文名叫“标准模板库”。是目前 C++ 标准库的一部分。它提供一系列预定义的抽象数据结构和算法。基本上对应你在数据结构中,线性表和排序那个部分学的东西。也就是说,只要你使用标准 C++,排序算法是不需要自己写的。

这些功能在 C++ 里算得上是十分高大上的。以至于很多写 C++ 的人都不用,甚至不知道这些功能。但是在 Python, Lua, C# 之类新近设计的语言中,使用这些功能就像呼吸一样简单。Python 甚至还在列表索引和切片的语法上玩出了花样,引领了一波潮流。所以,虽说 C++ 很多事情都能干,但它干很多事情都很费劲,没必要事事用 C++ 干。所以对于科学计算之类的需求,直接用 C++ 的 STL 并不是一个很好的选择。Python, Julia 等语言的线性数据结构库都是很好的选择。

说起来,为什么 C++ 的这一套抽象数据结构库不叫“标准数据结构库”而要叫“标准模板库”这么一个让人摸不着头脑的库呢?这还得从 C++ 的语言特性说起。 C++ 是一门没有提供泛型语法支持的,静态类型语言。这是一种十分要命的设计,会导致就很难实现跨类型代码复用。在现代的编程语言环境中,一门静态类型的语言不支持泛型,就好像买了一辆装了单缸发动机的豪车。虽然能跑,但是易用性和舒适度实在不怎么样。

那么为什么 C++ 要这么设计呢?倒不是最初的设计者故意坑人,而是 C++ 设计的时候,泛型编程还不普及。等到泛型编程风靡天下的时候, C++ 的程序员也想用上泛型编程。于是他们用一种代码模板技术来实现泛型编程。这种技术本质上就是在编译阶段把模板描述展开为好几份代码,每份对应于泛型中的一种类型。以此实现代码复用。

而抽象数据结构天然是一组泛型类和泛型方法,所以在 C++ 中实现抽象数据结构,最便捷的方式就是通过模板。于是,这个本质是抽象数据结构库的类库就被称作了“标准模板库”。

不得不说,用模板实现泛型的做法很聪明。但对于一个普通的程序编写者而言,直接使用一门支持泛型的强类型语言不好么?

参考资料

  1. C++ 模板在编译过程上的实现原理是怎样的? - DUUM的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/27629315/answer/281565435


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