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什么是STL？

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

通俗说：STL是高效的C++程序库，其采用泛型编程思想对常见数据结构(顺序表，链表，栈和队列，堆，二叉树，哈希) 和算法(查找、排序、集合、数值运算...)等进行封装，里面处处体现着泛型编程程序设计思想以及设计模式，已被集成到C++标准程序库中。

STL设计理念：追求代码高复用性以及运行速度的高效率，在实现时使用了许多技术。

STL版本

HP版本（原始版本）： Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本：所有STL实现版本的始祖。
P. J. 版本由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。
RW版本由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。
SGI版本由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程风格上看，阅读性非常高。

STL六大组件

容器：string、vector、list、deque、map、set、mutimap等。
算法：find、swap、reverse、sort、merge等。
迭代器：iterator、const_iterator、reverse_iterator、const_reverse_iterator等。
仿函数：greater、less等。
配接器：stack、queue、priority_queue等。
空间配置器：allocator。

容器

容器，置物之所也。 STL中的容器，可以划分为两大类：序列式容器和关联式容器。关联式容器底层分为：树形结构与哈希结构。

容器的使用与接口要熟悉一下~

算法

算法：问题的求解步骤，以有限的步骤，解决数学或逻辑中的问题。 STL中的算法主要分为两大类：

与数据结构相关算法(容器中的成员函数)。
通用算法(与数据结构不相关)。

STL中通用算法总共有70多个，主要包含：排序，查找，排列组合，数据移动，拷贝，删除，比较组合，运算等。

迭代器

迭代器是一种设计模式，让用户通过特定的接口访问容器的数据，不需要了解容器内部的底层数据结构，同时提供了使用同一方式访问各个结点。

C++中迭代器本质：是一个指针，让该指针按照具体的结构去操作容器中的数据。

迭代器原理：容器底层结构不同，导致其实现原理不同，容器迭代器的设计必须结合具体容器的底层数据结构。如：

vector 因为vector底层结构为一段连续空间，迭代器前后移动时比较容易实现，因此vector的迭代器实际是对原生指针的封装，即：typedef T* iterator
list list底层结构为带头结点的双向循环链表，迭代器在移动时，只能按照链表的结构前后依次移动，因此链表的迭代器需要对原生指针进行封装，因为当对迭代器++时，应该通过节点中的next指针域找到下一个节点。

如果迭代器不能直接使用原生态指针操作底层数据时，必须要对指针进行封装，在封装时需要提供以下方法：

迭代器能够像指针一样方式进行使用：重载pointer operator*() / reference operator->()
能够让迭代器移动

向后移动：self& operator++() / self operator++(int)

向前移动：self& operator--() / self operator--(int) (注意：有些容器不能向前移动，比如forward_list)

支持比较，因为在遍历时需要知道是否移动到区间的末尾 bool operator!=(const self& it)const / bool operator==(const self& it)const

适配器

适配器：又称配接器，是一种设计模式。简单的说：需要的东西就在眼前，但是由于接口不对而无法使用，需要对其接口进行转化以方便使用。即：将一个类的接口转换成用户希望的另一个类的接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。

STL中适配器总共有三种类型：

容器适配器：stack和queue stack的特性是后进先出，queue的特性为先进先出，该种特性deque的接口完全满足，因此stack和queue在底层将deque容器中的接口进行了封装。

template < class T, class Container = deque<T> >
class stack { ... };
template < class T, class Container = deque<T> >
class queue { ... };

迭代器适配器：反向迭代器反向迭代器++和--操作刚好和正向迭代器相反，因此：反向迭代器只需将正向迭代器进行重新封装即可。
函数适配器

仿函数

仿函数：一种具有函数特征的对象，调用者可以像函数一样使用该对象，为了能够“行为类似函数”，该对象所在类必须自定义函数调用运算符operator()，重载该运算符后，就可在仿函数对象的后面加上一对小括号()，以此调用仿函数所定义operator()操作，所以仿函数也成为函数对象。

仿函数一般配合算法，作用就是：提高算法的灵活性。

#include <vector>
#include <algorithm>

class Mul2{
public:
	void operator()(int& data){
		data <<= 1;
	}
};

class Mod3{
public:
bool operator()(int data){ 
	return 0 == data % 3;}
};

int main(){
	// 给容器中每个元素乘2
	vector<int> v{1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
	for_each(v.begin(), v.end(), Mul2());

	// 删除容器中3的倍数
	auto pos = remove_if(v.begin(), v.end(), Mod3());
	v.erase(pos, v.end());

	return 0;
}

空间配置器

对内存进行二级或三级管理，避免产生过多内存碎片。

STL的缺陷

STL库的更新太慢。这个得严重吐槽，上一版靠谱是C++98，中间的C++03基本一些修订。C++11出来已经相隔了13年，STL才进一步更新。
STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。比如类型萃取，迭代器萃取。
STL的使用会有代码膨胀的问题，比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码，当然这是模板语法本身导致的。

小结

在工作实战中，STL等使用十分频繁。网上有句话说：“不懂STL，不要说你会C++”。 STL是C++中的优秀作品，有了它的陪伴，许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新编码实现，站在前人的肩膀上，健步如飞的快速开发~

C++ STL新手手册