c++STL小结

 一、一般介绍

     STL（StandardTemplate 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/ISOC++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。

     从逻辑层次来看，在STL中体现了泛型化程序设计的思想（genericprogramming），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-orientedprogramming）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（typeparameterized）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；

二、STL的六大组件

         容器（Container），是一种数据结构，如list，vector，和deques ，以模板类的方法提供。为了访问容器中的数据，可以使用由容器类输出的迭代器；

         迭代器（Iterator），提供了访问容器中对象的方法。例如，可以使用一对迭代器指定list或vector中的一定范围的对象。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是，迭代器也可以是那些定义了operator*()以及其他类似于指针的操作符地方法的类对象；

         算法（Algorithm），是用来操作容器中的数据的模板函数。例如，STL用sort()来对一个vector中的数据进行排序，用find()来搜索一个list中的对象，函数本身与他们操作的数据的结构和类型无关，因此他们可以在从简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上使用；

         仿函数（Function object，仿函数(functor)又称之为函数对象（functionobject），其实就是重载了()操作符的struct，没有什么特别的地方

         迭代适配器（Adaptor）

·        空间配制器（allocator）其中主要工作包括两部分1.对象的创建与销毁    2.内存的获取与释放

以下主要讨论：容器，迭代器，算法，适配器。如欲详加了解 参见C++ Primer


1.STL容器


1）序列式容器（Sequence containers），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，vector、deque、list；

      Vectors：将元素置于一个动态数组中加以管理，可以随机存取元素（用索引直接存取），数组尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部安插元素比较费时；

      Deques：是“double-ended queue”的缩写，可以随机存取元素（用索引直接存取），数组头部和尾部添加或移除元素都非常快速。但是在中部或头部安插元素比较费时；

      Lists：双向链表，不提供随机存取（按顺序走到需存取的元素，O(n)），在任何位置上执行插入或删除动作都非常迅速，内部只需调整一下指针；

2）关联式容器（Associated containers），元素位置取决于特定的排序准则，和插入顺序无关，set、multiset、map、multimap；

      Sets/Multisets：内部的元素依据其值自动排序，Set内的相同数值的元素只能出现一次，Multisets内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

      Maps/Multimaps：Map的元素是成对的键值/实值，内部的元素依据其值自动排序，Map内的相同数值的元素只能出现一次，Multimaps内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

另外有其他容器hash_map,hash_set,hash_multiset,hash_multimap。

  
2.STL迭代器


Iterator（迭代器）模式又称Cursor（游标）模式，用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。或者这样说可能更容易理解：Iterator模式是运用于聚合对象的一种模式，通过运用该模式，使得我们可以在不知道对象内部表示的情况下，按照一定顺序（由iterator提供的方法）访问聚合对象中的各个元素。

迭代器的作用：能够让迭代器与算法不干扰的相互发展，最后又能无间隙的粘合起来，重载了*，＋＋，＝＝，！＝，＝运算符。用以操作复杂的数据结构，容器提供迭代器，算法使用迭代器；

常见的一些迭代器类型：iterator、const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator

迭代器一般声明使用示例

vector::iterator it;list::iterator it;deque::iterator it；

           input         output

             \            /  

               forward

                    |

               bidirectional

                    |

              randomaccess                                       

注：上图并不是表明它们之间的继承关系：而只是描述了迭代器的种类和接口。处于图表下层的迭代器都是相对于处于图表上层迭代器的扩张集。例如：forward迭代器不但拥有input和output迭代器的所有功能，还拥有更多的功能。

 只有顺序容器和关联容器支持迭代器遍历，各容器支持的迭代器的类别如下：

说明

vector
随机访问
一种随机访问的数组类型，提供了对数组元素进行快速随机访问以及在序列尾部进行快速的插入和删除操作的功能。可以再需要的时候修改其自身的大小

deque
随机访问
一种随机访问的数组类型，提供了序列两端快速进行插入和删除操作的功能。可以再需要的时候修改其自身的大小

list
双向
一种不支持随机访问的数组类型，插入和删除所花费的时间是固定的，与位置无关。

set
双向
一种随机存取的容器，其关键字和数据元素是同一个值。所有元素都必须具有惟一值。

multiset
双向
一种随机存取的容器，其关键字和数据元素是同一个值。可以包含重复的元素。

map
双向
一种包含成对数值的容器，一个值是实际数据值，另一个是用来寻找数据的关键字。一个特定的关键字只能与一个元素关联。

multimap
双向
一种包含成对数值的容器，一个值是实际数据值，另一个是用来寻找数据的关键字。一个关键字可以与多个数据元素关联。

stack
不支持
适配器容器类型，用vector，deque或list对象创建了一个先进后出容器

queue
不支持
适配器容器类型，用deque或list对象创建了一个先进先出容器

priority_queue
不支持
适配器容器类型，用vector或deque对象创建