C++STL基礎知識

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STL（Standard Template Library），即標準模板庫，是一個具有工業強度的，高效的C++程式庫。

它被容納於C++標準程式庫（C++ Standard Library）中，是ANSI/ISO C++標準中最新的也是極具革命性的一部分。該庫包含了諸多在電腦科學領域裡所常用的基本資料結構和基本演算法。為廣大C++程式員們提供了一個可擴充的應用程式框架，高度體現了軟體的可複用性。這種現象有些類似於Microsoft Visual C++中的MFC（Microsoft Foundation Class Library），或者是Borland C++ Builder中的VCL(Visual Component Library)。

從邏輯層次來看，在STL中體現了泛型化程式設計的思想（generic programming），引入了諸多新的名詞，比如像需求（requirements），概念（concept），模型（model），容器（container），演算法（algorithmn），迭代子（iterator）等。與OOP（object-oriented programming）中的多態（polymorphism）一樣，泛型也是一種軟體的複用技術。

從實現層次看，整個STL是以一種型別參數化（type parameterized）的方式實現的，這種方式基於一個在早先C++標準中沒有出現的語言特性--模板（template）。如果查閱任何一個版本的STL原始碼，你就會發現，模板作為構成整個STL的基石是一件千真萬確的事情。除此之外，還有許多C++的新特性為STL的實現提供了方便。

STL是最新的C++標準函數庫中的一個子集，這個龐大的子集佔據了整個庫的大約80%的分量。而作為在實現STL過程中扮演關鍵角色的模板則充斥了幾乎整個C++標準函數庫。在這裡，我們有必要看一看C++標準函數庫裡包含了哪些內容，其中又有哪些是屬於標準模板庫（即STL）的。

C++標準函數庫為C++程式員們提供了一個可擴充的基礎性架構。我們從中可以獲得極大的便利，同時也可以通過繼承現有類，自己編製符合介面規範的容器、演算法、迭代子等方式對之進行擴充。它大致包含了如下幾個組件：

C標準函數庫，基本保持了與原有C語言程式庫的良好相容，儘管有些微變化。人們總會忍不住留戀過去的美好歲月，如果你曾經是一個C程式員，對這一點一定體會頗深。或許有一點會讓你覺得奇怪，那就是在C++標準庫中存在兩套C的函數庫，一套是帶有.h副檔名的（比如<stdio.h>），而另一套則沒有（比如<cstdio>）。它們確實沒有太大的不同。

語言支援（language support）部分，包含了一些標準類型的定義以及其他特性的定義，這些內容，被用於標準庫的其他地方或是具體的應用程式中。

診斷（diagnostics）部分，提供了用於程式診斷和報錯的功能，包含了異常處理（exception handling），斷言（assertions），錯誤碼（error number codes）三種方式。

通用工具（general utilities）部分，這部分內容為C++標準庫的其他部分提供支援，當然你也可以在自己的程式中調用相應功能。比如：動態記憶體管理工具，日期/時間處理工具。記住，這裡的內容也已經被泛化了（即採用了模板機制）。

　字串（string）部分，用來代表和處理文本。它提供了足夠豐富的功能。事實上，文本是一個string對象，它可以被看作是一個字元序列，字元類型可能是char，或者wchar_t等等。string可以被轉換成char*類型，這樣便可以和以前所寫的C/C++代碼和平共處了。因為那時侯除了char*，沒有別的。

國際化（internationalization）部分，作為OOP特性之一的封裝機制在這裡扮演著消除文化和地區差異的角色，採用locale和facet可以為程式提供眾多國際化支援，包括對各種字元集的支援，日期和時間的表示，數值和貨幣的處理等等。畢竟，在中國和在美國，人們表示日期的習慣是不同的。

容器（containers）部分，STL的一個重要組成部分，涵蓋了許多資料結構，比如前面曾經提到的鏈表，還有：vector（類似於大小可動態增加的數組）、queue（隊列）、stack（堆棧）……。string也可以看作是一個容器，適用於容器的方法同樣也適用於string。現在你可以輕鬆的完成資料結構課程的家庭作業了。

演算法（algorithms）部分，STL的一個重要組成部分，包含了大約70個通用演算法，用於操控各種容器，同時也可以操控內建數組。比如：find用於在容器中尋找等於某個特定值的元素，for_each用於將某個函數應用到容器中的各個元素上，sort用於對容器中的元素排序。所有這些操作都是在保證執行效率的前提下進行的，所以，如果在你使用了這些演算法之後程式變得效率底下，首先一定不要懷疑這些演算法本身，仔細檢查一下程式的其他地方。

迭代器（iterators）部分，STL的一個重要組成部分，如果沒有迭代器的撮合，容器和演算法便無法結合的如此完美。事實上，每個容器都有自己的迭代器，只有容器自己才知道如何訪問自己的元素。它有點像指標，演算法通過迭代器來定位和操控容器中的元素。

數值（numerics）部分，包含了一些數學運算功能，提供了複數運算的支援。

輸入/輸出（input/output）部分，就是經過模板化了的原有標準庫中的iostream部分，它提供了對C++程式輸入輸出的基本支援。在功能上保持了與原有iostream的相容，並且增加了異常處理的機制，並支援國際化（internationalization）。

總體上，在C++標準函數庫中，STL主要包含了容器、演算法、迭代器。string也可以算做是STL的一部分。

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