STL源码剖析入门开始 STL概论与版本简介

源代码之中时而会出现一些全局函数调用操作，尤其是定义于<stl_construct.h> 之中用于对象构造与析构的基本函数，以及定义于<stl_uninitialized.h>之中用于内存管理的基本函数，以及定义于<stl_algobase.h>之中的各种基本算法

STL六大组件功能与运用

容器（containers） : 各种数据结构，如 vector, list , deque, set, map,用来存放数据，详见本书4, 5 两章。从实现的角度来看，STL容器是一种class template.就体积而言，这一部分很像冰山在海面下的比率
算法 (algorithm s): 各种常用算法如 sort, search, copy, erase - - 详见第 6 章。从实现的角度来看，STL算法是一种function template.
迭代器(iterators): 扮演容器与算法之间的胶合剂，是所谓的“泛型指针”, 详见第3 章.共有五种类型，以及其它衍生变化.从实现的角度来看，迭代器是一种将 operator*, operator->, operator++, operator--等指针相关操作予以重载的class template.所有STL容器都附带有自己专属的迭代器—— 是的，只有容器设计者才知道如何遍历自己的元素。原生指针(native
pointer)也是一种迭代器。
仿函数(functors): 行为类似函数，可作为算法的某种策略(p olicy), 详见第7章。从实现的角度来看，仿函数是一种重载了 operator ()的class或 class template. 一般函数指针可视为狭义的仿函数。
配接器 (adapters): —种用来修饰容器(containers)或仿函数(functors)或迭代器(iterators)接口的东西，详见第8 章• 例如，STL提供的queue和 stack,虽然看似容器，其实只能算是一种容器配接器，因为它们的底部完全借助deque,所有操作都由底层的deque供应。改变functor接口者，称为function adapter；改变 container 接口者，称为 container adapter；改变 iterator
接口者，称为 iterator adapter.配接器的实现技术很难一言以蔽之，必须逐 —分析，详见第8章
配置器(allocators): 负责空间配置与管理，详见第2 章。从实现的角度来看，配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理、空间释放的class template.

1.8.3 SGI STL 的编译器组态设置（ configuration ）

不同的编译器对C++语言的支持程度不尽相同。作为一个希望具备广泛移植能力的程序库，SGI S T L 准备了一个环境组态文件<stl_config.h>,其中定义了许多常量，标示某些组态的成立与否。所有STL头文件都会直接或间接包含这个组态文件，并以条件式写法，让预处理器(pre-processor)根据各个常量决定取舍哪一段程序代码。例如：

<stl_Config.h>文件起始处有一份常量定义说明，然后即针对各家不同的编译器以及可能的不同版本，给予常量设定。从这里我们可以一窥各家编译器对标准C++的支持程度。
所谓临时对象，就是一种无名对象(unnamed objects) >,它的出现如果不在程序员的预期之下(例如任何pass by value操作都会引发copy操作，于是形成一个临时对象)，往往造成效率上的负担。但有时候刻意制造一些临时对象，却又是使程序干净清爽的技巧。
刻意制造临时对象的方法是，在型别名称之后直接加一对小括号，并可指定初值，例如 Shape (3,5)或 int(8),其意义相当于调用相应的constructor且不指定对象名称。
STL 最常将此技巧应用于仿函数(functor)与算法的搭配上，例如：
最后一行便是产生function template具现体print<int>的一个临时对象。这个对象将被传入for_each()之中起作用。当 for_each()结束时，这个临时对象也就结束了它的生命。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <set>
#include <vector>
#include <functional>
#include <deque>template <typename T>
class print{
public:void operator() (const T& elem) {//operator() 重载std::cout << elem << std::endl;}
};
int main(int argc,char* argv[]){int ia[6] = {0,1,2,3,4,5};std::vector<int>iv(ia,ia+6);std::for_each(iv.begin(),iv.end(), print<int>());
}

静态常量整数成员在c la ss内部直接初始化 in-class static constant integer initialization
如果 class内含 const static integral data m e m b e r , 那么根据 C + + 标准规格，
我们可以在class之内直接给予初值。所谓 integral泛指所有整数型别，不单只是指 int。下面是一个例子：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <set>
#include <vector>
#include <functional>
#include <deque>template <typename T>
class print{
public:void operator() (const T& elem) {//operator() 重载std::cout << elem << std::endl;}
};template <typename T>
class testClass{
public:static const int _datai = 5;static const long _datal = 3L;static const char _datac = 'c';
};
int main(int argc,char* argv[]){std::cout << testClass<int>::_datai << std::endl;std::cout << testClass<int>::_datal << std::endl;std::cout << testClass<int>::_datac << std::endl;
}

increm ent/decrem ent/dereference 操作符
increment/dereference操作符在迭代器的实现上占有非常重要的地位，因为任何~个迭代器都必须实现出前进（讥er e * ” 和取值（dereference, operator*）功能，前者还分为前置式（prefix）和后置式（postfix）两种，有非常规律的写法14°有些迭代器具备双向移动功能，那么就必须再提供decrement操作符（也分前置式和后置式两种）。下面是一个范例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <set>
#include <vector>
#include <functional>
#include <deque>template <typename T>
class print{
public:void operator() (const T& elem) {//operator() 重载std::cout << elem << std::endl;}
};template <typename T>
class testClass{
public:static const int _datai = 5;static const long _datal = 3L;static const char _datac = 'c';
};class INT{friend std::ostream& operator<<(std::ostream & os,const INT& i);
public:INT(int i) : m_i(i){};//prefix : increment and then fetchINT& operator++(){++(this->m_i); //随着class的不同，此行应该有不同的操作return *this;}//postfix : fetch and then incrementconst INT operator++(int){INT temp = *this;++(*this);return temp;}//postfix : decrement and then fetchINT& operator--(){--(this->m_i);return *this;}//postfix : fetch and then decrementconst INT operator--(int){INT temp = *this;--(*this);return temp;}//dereferenceint& operator*() const{return (int&)m_i;//以上转换操作告诉编译器，你确实要将const int转为non-const lvalue.//如果没有这样明白地转型，有些编译器会给你警告，有些更严格的编译器会视为错误}private:int m_i;
};std::ostream& operator<<(std::ostream&os,const INT& i){os << '[' << i.m_i << ']';return os;
}int main(int argc,char* argv[]){INT I(5);std::cout << I++;std::cout << ++I;std::cout << I--;std::cout << --I;std::cout << *I;
}

前闭后开区间表示法［)
任何一个STL算法，都需要获得由一对迭代器(泛型指针)所标示的区间，用以表示操作范围。这一对迭代器所标示的是个所谓的前闭后开区间15,以［first, last)表示。也就是说，整个实际范围从first开始，直到last-1.迭代器last 所指的是“最后一个元素的下一位置”。这种off by one (偏移一格，或说pass the end)的标示法，带来了许多方便，例如下面两个STL算法的循环设计，就显得干净利落：
因为以下两个函数都是递增遍历元素，所以使用 InputIterator

template <class InputIterator,class T>
InputIterator find(InputIterator first,InputIterator last,const T& value){while(first != last && *first!= value){return first;}
}template <class InputIterator,class Function>
Function for_each(InputIterator first,InputIterator last,Function f){for (; first != last;++first) {f(*first);}return f;
}

function call 操作符 ( o p e r a to r 。)
很少有人注意到，函数调用操作(C ++语法中的左右小括号)也可以被重载
许多STL算法都提供了两个版本，一个用于一般状况(例如排序时以递增方式排列)，一个用于特殊状况(例如排序时由使用者指定以何种特殊关系进行排列)。像这种情况，需要用户指定某个条件或某个策略，而条件或策略的背后由一整组操作构成，便需要某种特殊的东西来代表这“一整组操作”
代表“一整组操作”的，当然是函数• 过去C 语言时代，欲将函数当做参数传递，唯有通过函数指针(pointer to function,或称 function pointer)才能达成，例如:

但是函数指针有缺点,最重要的是它无法持有自己的状态(所谓局部状态,local states), 也无法达到组件技术中的可适配性(adaptability)—— 也就是无法再将某些修饰条件加诸于其上而改变其状态。
为此，S T L 算法的特殊版本所接受的所谓“条件”或 “策略”或 “一整组操作”，都以仿函数形式呈现。所谓仿函数(functor)就是使用起来像函数一样的东西。如果你针对某个class进行 operator()重载，它就成为一个仿函数。至于要成为一个可配接的仿函数，还需要做一些额外的努力(详见第8 章 )。
上述的 plus<T>和 minus<T>已经非常接近STL的实现了，唯一的差别在于它缺乏 “可配接能力”。关于 “可配接能力

template <class T>
struct plus{T operator() (const T&x,const T&y) const{return x+y;}
};template <class T>
struct minus{T operator()(const T&x,const T&y) const{return x-y;}
};int main(int argc,char* argv[]){plus<int>plus_obj{};minus<int>minus_obj{};//以下使用仿函数，就像使用一般函数一样std::cout << plus_obj(3,5) << std::endl;std::cout << minus_obj(3,5) << std::endl;//以下直接产生仿函数的临时对象(第一对小括号)，并调用之(第二对小括号)std::cout << plus<int>()(3,5) << std::endl;std::cout << minus<int>()(5,3) << std::endl;
}

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