C++STL概览

From： http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/01/03/2310884.html

引言

C++ STL可以分为标准容器，算法和函数对象，迭代器和分配器,利用C++标准程序库，可以大量减少我们的代码，提高代码的稳定性和健壮性。

标准容器

C++标准容器分为序列容器和关联容器，对于序列容器，C++提供的基本序列有

vector 支持随机访问,不适合做插入和删除操作频繁的场景

list 双向链表，适合做元素的插入和删除，不是随机访问

deque 也是一个双端序列，但是经过优化，其双端操作效率类似list,随即访问效率接近vector。

从它们出发，通过定义适当的借口，生成了

stack 默认用deque实现

queue 默认是deque实现

priority_queue 默认是vector保存元素，实现最可能是heap

对于关联容器，C++提供的有:

map 映射

mulitimap 多重映射，相比map，允许重复的key

set 被看做是一个map，其中的值是无关紧要的

mulitiset 相比set,允许重复的key

bitset 位集合

hash_map 散列映射,通过实现一个散列函数，将容器实现为一个散列表，以减少查找元素所需要的时间

 

标准容器具体用法可以参考C++在线手册STL容器:http://www.cplusplus.com/reference/stl/

 

算法和函数对象

容器本身之所以有用，是因为容器提供了一些基本操作，如确定大小,迭代，复制，排序，查找等。标准库提供了许多算法，服务于容器用户的最普遍和最基本的需要。

标准库算法不过就是60个，每个算法都描述为一个模板函数或一组模板函数,例如最常用的排序算法:sort,能以很好的平均效率排序，建议排序都用sort替换C语言的qsort，sort可以更好结合容器。

标准库算法和函数对象的教程可以参考C++之父的C++程序设计语言的算法和函数对象,这一章内容可以教你如何使用标准库算法和函数对象。

标准库算法的声明在<algorithm>,函数对象在<functional>里。

 

标准库算法具体用法参考C++在线手册STL算法:http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/

 

迭代器和分配器

迭代器是连接容器和算法的纽带，让写算法的人不必关心各种数据结构的具体细节，而分配器提供了一个映射，将低级的字节形式的数据模型映射到高级的对象模型。

迭代器是每个程序员都需要关心的概念之一，但是分配器仅仅是一个支持机制，标准库已经提供了默认的分配器，很少有程序员需要去写新的分配器。

迭代器在接触STL容器就会了解了，一般迭代器分为正向迭代器，反向迭代器，插入迭代器，带检查的迭代器。

至于分配器提供了一套分配和释放存储的标准方式，标准库提供了一个标准分配器，在<memory>里的标准allocator模板用operator new()分配存储，所有的标准容器在默认情况下使用它，当然你也可以自己实现一个分配器，容器的实现需要一次次的allocate()或者deallocate()对象，意味着new的大量调用，你可以采用一个固定大小存储块的存储池，可以比常规的更通用的operator new()的效率高一些。

 

总结

学习C++标准程序库，可以先学会应用标准容器的简单用法，如vector,map,慢慢熟悉之后，再接触算法，也是学习算法的几个函数的简单用法，例如sort,swap等。

学会应用可以学习理论:考虑看下C++之父的C++程序设计语言的标准库，也可以看更厚的书:C++标准程序库。

最后，你在工作和编程中，都需要C++容器和算法的手册查阅，这些可以参考上面的网址:

C++在线手册STL容器:http://www.cplusplus.com/reference/stl/

C++在线手册STL算法:http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/

这里面详细介绍了每个容器和算法的每个函数，几乎95%都有例子，是很好的参考资料

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from: http://www.cppblog.com/ivenher/articles/2344.html

STL（Standard Template Library），即标准模板库，是一个具有工业强度的，高效的C++程序库。它被容纳于C++标准程序库（C++ Standard Library）中，是ANSI/ISO C++标准中最新的也是极具革命性的一部分。该库包含了诸多在计算机科学领域里所常用的基本数据结构和基本算法。
有些类似于Microsoft Visual C++中的MFC（Microsoft Foundation Class Library），或者是Borland C++ Builder中的VCL(Visual Component Library)

从逻辑层次来看，在STL中体现了泛型化程序设计的思想（generic programming），引入了诸多新的名词，比如像需求（requirements），概念（concept），模型（model），容器（container），算法（algorithmn），迭代子（iterator）等。与OOP（object-oriented programming）中的多态（polymorphism）一样，泛型也是一种软件的复用技术。
从实现层次看，整个STL是以一种类型参数化（type parameterized）的方式实现的，这种方式基于一个在早先C++标准中没有出现的语言特性--模板（template）。如果查阅任何一个版本的STL源代码，你就会发现，模板作为构成整个STL的基石是一件千真万确的事情。
在STL的源代码里，并没有太多太复杂的继承关系。继承的思想，甚而面向对象的思想，还不足以实现类似STL这样的泛型库。C++只有在引入了"模板"之后，才直接导致了STL的诞生。这也正是为什么，用其他比C++更纯的面向对象语言无法实现泛型思想的一个重要原因。当然，事情总是在变化之中，像Java在这方面，就是一个很好的例子，jdk1.4中已经加入了泛型的特性。
1.3.2 STL和C++标准函数库

　　STL是最新的C++标准函数库中的一个子集，这个庞大的子集占据了整个库的大约80%的分量。而作为在实现STL过程中扮演关键角色的模板则充斥了几乎整个C++标准函数库。
它大致包含了如下几个组件：
C标准函数库，基本保持了与原有C语言程序库的良好兼容，尽管有些微变化。人们总会忍不住留恋过去的美好岁月，如果你曾经是一个C程序员，对这一点一定体会颇深。或许有一点会让你觉得奇怪，那就是在C++标准库中存在两套C的函数库，一套是带有.h扩展名的（比如<stdio.h>），而另一套则没有（比如<cstdio>）。它们确实没有太大的不同。
诊断（diagnostics）部分，提供了用于程序诊断和报错的功能，包含了异常处理（exception handling），断言（assertions），错误代码（error number codes）三种方式。

　　通用工具（general utilities）部分，这部分内容为C++标准库的其他部分提供支持，当然你也可以在自己的程序中调用相应功能。比如：动态内存管理工具，日期/时间处理工具。记住，这里的内容也已经被泛化了（即采用了模板机制）。

　　字符串（string）部分，用来代表和处理文本。它提供了足够丰富的功能。事实上，文本是一个string对象，它可以被看作是一个字符序列，字符类型可能是char，或者wchar_t等等。string可以被转换成char*类型，这样便可以和以前所写的C/C++代码和平共处了。因为那时侯除了char*，没有别的。

　　国际化（internationalization）部分，作为OOP特性之一的封装机制在这里扮演着消除文化和地域差异的角色，采用locale和facet可以为程序提供众多国际化支持，包括对各种字符集的支持，日期和时间的表示，数值和货币的处理等等。毕竟，在中国和在美国，人们表示日期的习惯是不同的。

　　容器（containers）部分，STL的一个重要组成部分，涵盖了许多数据结构，比如前面曾经提到的链表，还有：vector（类似于大小可动态增加的数组）、queue（队列）、stack（堆栈）……。string也可以看作是一个容器，适用于容器的方法同样也适用于string。现在你可以轻松的完成数据结构课程的家庭作业了。

　　算法（algorithms）部分，STL的一个重要组成部分，包含了大约70个通用算法，用于操控各种容器，同时也可以操控内建数组。比如：find用于在容器中查找等于某个特定值的元素，for_each用于将某个函数应用到容器中的各个元素上，sort用于对容器中的元素排序。所有这些操作都是在保证执行效率的前提下进行的，所以，如果在你使用了这些算法之后程序变得效率底下，首先一定不要怀疑这些算法本身，仔细检查一下程序的其他地方。

　　迭代器（iterators）部分，STL的一个重要组成部分，如果没有迭代器的撮合，容器和算法便无法结合的如此完美。事实上，每个容器都有自己的迭代器，只有容器自己才知道如何访问自己的元素。它有点像指针，算法通过迭代器来定位和操控容器中的元素。

　　数值（numerics）部分，包含了一些数学运算功能，提供了复数运算的支持。

　　输入/输出（input/output）部分，就是经过模板化了的原有标准库中的iostream部分，它提供了对C++程序输入输出的基本支持。在功能上保持了与原有iostream的兼容，并且增加了异常处理的机制，并支持国际化（internationalization）。

　　总体上，在C++标准函数库中，STL主要包含了容器、算法、迭代器。string也可以算做是STL的一部分。

图1：STL和C++标准函数库