一、初识STL

1、简介

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。为广大C++程序员们提供了一个可扩展的应用框架,高度体现了软件的可复用性。

1.1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。

1.2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。除此之外,还有许多C++的新特性为STL的实现提供了方便。

2、三大核心部分

容器(Container)、算法(Algorithms)、迭代器(Iterator)
以及其他标准组件:容器适配器(container adaptor),函数对象(functor)等。

2.1 容器(Container)

容器是数据在内存中组织的方法,例如,数组、堆栈、队列、链表或二叉树(不过这些都不是STL标准容器)。STL中的容器是一种存储T(Template)类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身,如果数据类型T代表的是Class的话。
可以把它理解为存放数据的地方,常用的一些容器有 链表(list) 栈(stack) 动态数组 (vector) 双端队列(deque) 队列(queue) 映射(map)

2.2 算法(Algorithms)

算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如,有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中,算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反,它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于STL容器,而且可以用于普通的C++数组或任何其他应用程序指定的容器。
它们通常需要与容器和游标配合使用,使用它们,你可以方便地对容器中的数据进行各种常见的操作,如排序操作,寻找最大元素的操作等

2.3 迭代器(Iterator)

又称游标。
可以把它理解为指针类型,STL中的许多函数需要用到它们作为参数。
一旦选定一种容器类型和数据行为(算法),那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把达代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器,使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分,因为它将算法和容器连在一起。

3、使用场景

如果,有的时候,要在程序中用到堆、栈、队列、链表等一些基本的算法,而你又实在不想自己去实现数据结构教科书中那些繁琐的算法,那么就可以考虑使用STL。
另外,STL作为一种标准,便于交流,掌握它,一方面可以让你写的程序,易于让别人理解,另一方面你也能够比较容易地理解别人写的程序。

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