STL一：历史与组件速览

——STL的优点就不罗嗦了，对一个C++开发人员来讲，不熟悉STL是无论如何都说不过去的，这不需要什么借口。侯捷老师的大作《STL源码剖析》确实是深入学习STL的绝佳教材，于是决定好好研读一下这本书，并将所学记录于blog上，作为一个学习笔记，说不定还能遇到不少同道中人共同学习。

如果能更多的了解STL的机制，就可以不仅更加纯熟的应用，掌握一个开发的利器，更能学习其设计思想而加以应用，使自己的功力更进一层。

一 STL简简史

C++由Bjarne Stroustrup创立于1979年，而就在那一年Alexander Stepanov创立了STL，大师的眼界总是这么超前哪；直到1993年9月STL才开始了进入C++标准库的历程，并于1998年9月STL终于正式进入C++标准，成为C++程式库的一大派系。就连C++程式库原有的stream和string也都用template重新写过，可见其影响力（经常看到网上对string的指责，应该和后入STL也有点关系吧）。

STL有不同的版本，包括HP的版本（所有STL之源），P.J.Plauger版本（Visual C++采用的就是这个），Rouge Wave版本（C++ Builder采用）和SGI版本。侯捷老师推荐的是SGI的版本，可读性更高，《STL源码剖析》也是以其为蓝本。

二 STL 六大组件

学习使用STL是相对简单的，然而如果要深入STL的底层，那里却是海底的冰山，其复杂性是不言而喻的，哦，希望不要把人吓倒，好消息是：这也是一座充满惊喜的宝库。

先来看看这六大组件吧，这里先有个基本的概念，等用到它们的时候再详细探究到底是怎么回事吧。

1. 容器(containers)，STL里面有很多容器，比如list, vector, deque, ma

p，这都是比较常用的，容器是用来组织存放数据的。你甚至可以把int A[20]声明的数组看作是一个整型容器，它以线性相关的方式存储了20个整型数据。STL的容器是一种class template。

2. 演算法(algorithms)，比如sort, search等各种常用的算法，STL中的演算法相当于function template。

3. 迭代器(iterators), 有了容器就需要知道如何访问容器里面的元素，就像一个数组可以使用索引访问一样，迭代器就是访问容器的接口，而又不会出卖容器内部的数据组织方式。所有的STL容器都必须附带自己的迭代器——毕竟只有容器设计者自己才知道如何访问容器的元素。

4. 仿函式(functors)，防函式是一种重载了operator()的class或者class template，容易让人感到困惑的东西。

5. 适配器(adapters)，一种包装了容器或者防函式的东西，只是根据需要提供必须的接口，而不是把提供原来的所有接口，想想DesignPattern中的Adapter模式吧，是一样的了。比如STL中的queue和stack虽然很像容器，但是实际上只是适配器，因为其底层完全重用了deque。

6. 配置器(allocators)，负责空间分配管理，在STL中配置器也是一个class。将配置器独立成一个组件的好处就是，你可以根据需要定制自己的配置器，这样既可以利用S

TL的便利性，又可以满足效率的要求。

图1-1显示了六大组件之间的相互关系。

《STL源码解析》中还讲了STL中的各种常数定义，并用小程序测试了各平台对C++的支持度，在1.8和1.9.1节。

 

图1-1 六大组件之间的互动关系【直接截自《STL源码剖析》】

Container通过Allocator获得存储空间；Algorithm通过Iterator存取Container的内容；

Adaptor可以套接Functor；Functor协助Algorithm完成不同的策略变化。

 

1.9节还讲到了C++一些容易令人困惑的语法，临时对象（在下面会有提及）；静态整型常量（int, long, char, short等整型类型）在class内的直接初始化；STL的前闭后开区间（数据始于begin而终结于last-1位置）等，这里只重复一下防函式的一些内容。

三 Function call运算子(operator () )速写

函数调用算子（C++语法中的()）也可以被重载，如果一个类重载了()，它就成了一个仿函式。

在C语言中，如果需要就将一个函数作为参数传递，只能通过指针的方式，比如常用的qsort(函数：

int cmp(const void *a, const void*b){ … }

A a[20];

…

qsort(a, 20, sizeof(A), cmp);

 

而在STL中，这些是通过防函式完成的，防函式具有可适配性（adaptability）——也就是可以将某些条件加于其上而改变其状态，这是函数指针不具有的，和上面对应的例子如下：

template<class T>

class CCmp{

public: // 重载了()，类CCmp就成了一个防函式

       int operator()(const T &a, const T &b){ … }

};

// 声明防函式对象

CCmp<A> cmpA;

// 使用防函式就像使用函数一样

if(cmpA(a0, a1) < 0){

       cout<<”a0 < a1”<<endl;

}

// 还可以生成防函式的临时对象，同时使用

if(CCmp<A>()(a0, a1) < 0){

cout<<”a0 < a1”<<endl;

}

CCmp<T>已经很接近STL的防函式了，唯一缺乏的就是上面提到的可适配性。

 

今天暂时到这里吧，虽然磕磕绊绊也算可以成文了，明天继续。