C++ STL是什么

STL 组件主要包括容器，迭代器、算法和仿函数。STL 基本结构和 STL 组件对应。

STL 主要由迭代器、算法、容器、仿函数、内存配置器和配接器六部分组成，可帮助程序员完成许多功能完善、形式多样的程序。

STL 组件

STL 是 C++ 标准程序库的核心。STL 内的所有组件都由模板构成，其元素可以是任意型别。
STL 组件主要包括容器，迭代器、算法和仿函数。

• 容器

容器即用来存储并管理某类对象的集合。例如鱼缸是用来盛放金鱼的容器。

每一种容器都有其优点和缺点。为满足程序的各种需求，STL 准备了多种容器类型，容器可以是 arrays 或是 linked lists，或者每个元素有特别的键值。

• 迭代器

迭代器用于在一个对象群集的元素上进行遍历动作。对象群集可能是容器，也可能是容器的一部分。

迭代器的主要用途是为容器提供一组很小的公共接口。利用这个接口，某项操作可以行进至群集内的下一个元素。

每种容器都提供了各自的迭代器。迭代器了解该容器的内部结构，所以能够正确行进。迭代器的接口和一般指针类似。

• 算法

算法用来处理群集内的元素，可以出于不同目的搜寻、排序、修改、使用那些元素。所有容器的迭代器都提供一致的接口，通过迭代器的协助，算法程序可以用于任意容器。

STL 的一个特性是将数据和操作分离。数据由容器类别加以管理，操作则由可定制的算法定义。迭代器在两者之间充当“粘合剂”，以使算法可以和容器交互运作。

STL 的另一个特性即组件可以针对任意型别运作。“标准模板库”这一名称即表示“可接受任意型别”的模板，并且这些型别均可执行必要操作。

在 STL 中，容器又分为序列式容器和关联式容器两大类，而迭代器的功能主要是遍历容器内全部或部分元素的对象。迭代器可划分为 5 种类属，这 5 种类属归属两种类型：双向迭代器和随机存取迭代器。

SIL 中提供的算法包括搜寻、排序、复制、重新排序、修改、数值运算等。

容器

STL 包含诸多容器类。容器类是可以包含其他对象的类，就像数组和队列堆栈等数据结构包含整数、小数、类等数据成员一样。STL 可以包含常见的向量类、链表类、双向队列类、集合类、图类等，每个类都是一种模板，这些模板可以包含各种类型的对象。

目前，STL 中已经提供的容器主要如下：

• vector <T>：一种向量。
• list <T>：一个双向链表容器，完成了标准 C++ 数据结构中链表的所有功能。
• queue <T>：一种队列容器，完成了标准 C++ 数据结构中队列的所有功能。
• stack <T>：一种栈容器，完成了标准 C++ 数据结构中栈的所有功能。
• deque <T>：双端队列容器，完成了标准 C++ 数据结构中栈的所有功能。
• priority_queue <T>：一种按值排序的队列容器。
• set <T>：一种集合容器。
• multiset <T>：一种允许出现重复元素的集合容器。
• map <key, val>：一种关联数组容器。
• multimap <key, val>：一种允许出现重复 key 值的关联数组容器。

容器可以分为序列式容器和关联式容器两大类。序列式容器主要有 vector、list 和 deque；关联式容器包括 set、map、multiset 和 multimap 等容器模板类。

算法

STL 提供了非常多的数据结构算法。这些算法在命名空间 std 的范围内定义，通过包含头文件 <algorithm> 来获得使用权。
常见的部分算法如下：

• for_each()；
• find()；
• find_if()；
• count()；
• count_if()；
• replace()；
• replace_if()；
• copy()；
• unique_copy()；
• sort()；
• equal_range()；
• merge()；
  STL 中的所有算法都是基于模板实现的。

迭代器

通俗来讲，迭代器就是指示器。迭代器技术能够使程序非常快捷地实现对 STL 容器中内容的反复访问。反复访问意味着一次可以访问一个或多个元素。

迭代器为访问容器提供了通用的方法，类似于 C++ 的指针。当参数化类型是 C++ 内部类型时，迭代器即 C++ 指针。

STL 定义了 5 种类型的指示器，并根据其使用方法予以命名。每种容器都支持某种类别的迭代器。常见的迭代器包括输入、输出、前向、双向和随机接入等类别：

• 输入迭代器主要用于为程序中需要的数据源提供输入接口，此处的数据源一般指容器、数据流等。输入迭代器只能从一个序列中读取数值。该迭代器可以被修改和被引用。
• 输出迭代器主要用于输出程序中已经得到的数据结果（容器，数据流）。输出迭代器只能向一个序列写入数据。该迭代器也可以被修改和被引用。
• 双向迭代器既可以用来读又可以用来写，它与前向迭代器相类似。双向迭代器可以同时进行前向和后向元素操作。所有 STL 容器都提供了双向迭代器功能，这既有利于数据的写入和读出，又有利于提供更加灵活的数据操作。
• 有的容器甚至提供了随机接入迭代器。随机接人迭代器可以通过跳跃的方式访问容器中的任意数据，使数据的访问非常灵活。随机访问迭代器具有双向迭代器的所有功能，是功能最强大的迭代器类型。

迭代器的诞生使算法和容器分离成为可能。算法是模板，其类型依赖于迭代器，不会局限于单一容器。不同的 STL 算法需要不同类型的迭代器来实现相应的功能。因为不同类型的 STL 容器支持不同类型的迭代器，所以不能对所有容器使用相同的算法。