C++STL理论基础

开发工具与关键技术：C++、VisualStudio
作者：何任贤
撰写时间：2019年08月16日

STL（StandardTemplateLibrary，标准模板库)是惠普实验室开发的一系列软件 的统称。

现然主要出现在 C++中，但在被引入 C++之前该技术就已经存在了很长的一段时间。 STL
的从广义上讲分为三类：algorithm（算法）、container（容器）和 iterator （迭代器），
容器和算法通过迭代器可以进行无缝地连接。几乎所有的代码都采用了模板类和模板函数
的方式，这相比于传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。在 C++标
准中，STL 被组织为下面的 13 个头文件：、、、
、、、、、、、、
和。

上图是指算法、迭代器和容器的关系

STL的六大组件：

容器（Container） //相当于链表
算法（Algorithm）
1. 迭代器（Iterator） //相当于指针
仿函数（Functionobject）
适配器（Adaptor）
空间配制器（allocator）

那么使用STL有什么好处：

STL是C++的一部分，因此不用额外安装什么，它被内建在你的编译器之内。
STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念，但是这种分
离确实使得 STL 变得非常通用。例如，在 STL的 vector 容器中，可以放入元素、基
础数据类型变量、元素的地址； STL的sort()函数可以用来操作 vector,list 等容器。
我们可以不用思考 STL 具体的实现过程，只要能够熟练使用 STL 就 OK 了。这样我
们就可以把精力放在程序开发的别的方面。
STL 具有高可重用性，高性能，高移植性，跨平台的优点。
5.高可重用性：STL 中大多数的代码都采用了模板类和模版函数的方式实现。
6.高性能：如 map 可以高效地从十万条记录里面查找出指定的记录，因为 map 是采用
红黑树的变体实现的。(红黑树是平横二叉树的一种)
7.跨平台：如用 windows的 Visual Studio编写的代码可以在Mac OS 的XCode 上直接
编译。

关于STL三类概述

容器的概念：用来管理一组元素，容器分为两类分别是序列式容器（Sequence containers）和关联式容器（Associated containers）

序列式容器的特点：
每个元素都有固定位置－－取决于插入时机和地点，和元素值无关。
序列式容器有三种分别是vector 、 deque 、 list
实现头文件的头文件分别是、、

关联式容器的特点：
元素位置取决于特定的排序准则，和插入顺序无关
序列式容器有四种分别是set 、 multiset 、 map 、 multimap
实现头文件的头文件分别是、、、

迭代器的概念：迭代器在STL中用来将算法和容器联系起来，起着一种黏和剂的作用，每一个容器都定义了其本身所专有的迭代器，用以存取容器中的元素。
迭代器部分主要由头文件, 和组成。
是一个很小的头文件，它包括了贯穿使用在 STL 中的几个模板的声明。
主要提供了迭代器使用的许多方法。
主要部分是模板类 allocator，它负责产生所有容器中的默认分配器，并
且为容器中的元素分配存储空间，同时也为某些算法执行期间产生的临时对象提供
机制。
算法：STL 提供了大约 100 个实现算法的模版函数，只要熟悉了 STL 之后，许多代
码可以被大大的化简，只需要通过调用一两个算法模板，就可以完成所需要的功能并
大大地提升效率。
算法部分主要由头文件，和组成，
是所有 STL 头文件中最大的一个，它是由一大堆模版函数组成的。

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