1. STL 基本介紹

C++ STL（標準模板庫）是惠普實驗室開發的一系列軟件的統稱，是一套功能強大的 C++ 模板類。STL的目的是為了標準化組件，這樣就不用重新開發，讓後來者可以使用現成的組件，和開源組件有點殊途同歸。 STL的版本很多，常見的有HP STL、PJ STL、 SGI STL等，另外，STL庫屬於C++標準庫的一部分，兩者是包含關系。

由於我平時的編程環境主要在Linux系統下，所以在後面總結中，我會主以GNU ISO C++ Library中的STL源碼（5.2.1版本）為主，同時輔以SGI STL 2.91源代碼來進行分析總結，附帶 SGI 主要是因為 SGI STL 版本比較早，代碼可讀性相對會好一點。

至於源碼碼獲取方法： GNU C++庫是在Linux 系統的/usr/include/目錄下；sgi庫的話，到網上搜一下應該就有，我是從這個鏈接中下載的：

https://sourceforge.net/projects/sgistl/?source=navbar

bash-4.2$ ls /usr/include/c++/4.8.5/
algorithm  cerrno     complex         cstdint   debug     future        list      profile       stdexcept     typeindex
array      cfenv      complex.h       cstdio    decimal   initializer_list  locale    queue     streambuf     typeinfo
atomic     cfloat     condition_variable  cstdlib   deque     iomanip       map       random        string        type_traits
backward   chrono     csetjmp         cstring   exception     ios           memory    ratio     system_error  unordered_map
bits       cinttypes  csignal         ctgmath   ext       iosfwd        mutex     regex     tgmath.h      unordered_set
bitset     ciso646    cstdalign       ctime     fenv.h    iostream      new       scoped_allocator  thread        utility
cassert    climits    cstdarg         cwchar    forward_list  istream       numeric   set       tr1       valarray
ccomplex   clocale    cstdbool        cwctype   fstream   iterator      ostream   sstream       tr2       vector
cctype     cmath      cstddef         cxxabi.h  functional    limits        parallel  stack     tuple         x86_64-redhat-linux
 

STL庫和C++標準庫關系：

STL庫和C++標準庫關系圖（圖片來自網絡）

2. STL 體系結構

STL六大組件

STL主要包含六大組件，每個組件負責不一樣的功能，也涉及到不一樣的知識點，其中屬容器和算法最為主要，其他組件起到牽線 搭橋的作用，讓算法和容器能夠融合的更好，更方便使用。組件之間的大體關系如下圖（圖片來自網絡）：

六大組件的交互關系：container（容器） 通過 allocator（配置器） 取得數據儲存空間，algorithm（算法）通過 iterator（叠代器）存取 container（容器） 內容，functor（仿函數） 可以協助 algorithm（算法） 完成不同的策略變化，adapter（配接器） 可以修飾或套接 functor（仿函數）。

3. 分析實現 STL 所需要的技能

在Effective C++第一節中就有總結，C++是一個多重範式的編程語言，同時支持過程式形式，面向對象形式，函數形式，泛型形式，及元編程形式。那在我們平時開發過程中，接觸的比較多的是過程式和面向對象形式。而STL則是泛型編程（GP）的集大成，那麽對於GP，我們必須要有模板編程的基礎，了解類模板，函數模板，成員函數模板，模板特化，模板偏特化等。然後還有就是熟悉操作符重載，因為STL中容器存儲的元素是不確定的（泛型），那對於這些用戶自定義的類型，也需要有類似於基本類型（類似int)的運算操作

總的來講，模板和運算符重載是學習STL必要的的技術基礎。

4. 研究 STL 的收獲

我在學習某一個東西的時候，總會問自己，我為什麽要學習這個東西？ 那麽掌握STL可以給我們帶來什麽呢？

1. 首先，對於C++這門語言來講，C++主要可以分為四個部分，C，Object-Oriented C++，Template C++，STL (Effective C++上總結)，那麽為了對C++有個全面的認識和掌握，我們就要去了解和研究STL，掌握泛型思想。 當然，現在來講，C++ 11/17/20 及 boost 中對原有C++的使用優化，相關先進特性，以及對一些其他高級技術的實現和封裝（多線程和多進程等），也是現代C++的組成部分，同樣需要我們去學習和掌握。

2. 圖靈獎得主Pascal之父——Nicklaus Wirth曾經說過 程序設計 = 算法 + 數據結構，剛好，對於想要學習或者鞏固數據結構和算法能力的人來說，STL就是一個寶庫，裏面容器底層就是各種經典的數據結構實現的，主流的基本算法也包含在裏面 。

因此，對於STL進行分析總結，並加以實現，可以提升我們的語言掌握度及相關編程思維，還有就是數據抽象能力！

2018-08-29 23:27:46

C++ 標準模板庫介紹（STL）