学习STL（一）

一、什么是STL

1、STL（Standard Template Library），即标准模板库，是一个高效的C++程序库。
2、包含了诸多在计算机科学领域里常用的基本数据结构和基本算法。为广大C++程序员们提供了一个可扩展的应用框架，高度体现了软件的可复用性

3、从逻辑层次来看，在STL中体现了泛型化程序设计的思想（generic programming）

在这种思想里，大部分基本算法被抽象，被泛化，独立于与之对应的数据结构，用于以相同或相近的方式处理各种不同情形。

4、从实现层次看，整个STL是以一种类型参数化（type parameterized）的方式实现的

基于模板(template)

二、STL六大组件

Container(容器) 各种基本数据结构
Adapter(适配器) 可改变containers、Iterators或Function object接口的一种组件
Algorithm(算法) 各种基本算法如sort、search…等
Iterator(迭代器) 连接containers和algorithms
Function object(防函数)

Allocator(空间配置器)

（一）容器

容器类是容纳、包含一组元素或元素集合的对象

主要的容器有：vector（数组），list（带头节点的双端队列），map，set，unordered_set，unordered_map，bitset等等。

（二）、迭代器

1、迭代器Iterators，用来在一个对象群集（collection of objects）的元素上进行遍历。这个对象群集或许是个容器，或许是容器的一部分。迭代器的主要好处是，为所有容器提供了一组很小的公共接口。迭代器以++进行累进，以*进行提领，因而它类似于指针，我们可以把它视为一种smart pointer
2、比如++操作可以遍历至群集内的下一个元素。至于如何做到，取决于容器内部的数据组织形式。
3、每种容器都提供了自己的迭代器，而这些迭代器能够了解容器内部的数据结构。

（三）、算法

算法Algorithms，用来处理群集内的元素。它们可以出于不同的目的而搜寻、排序、修改、使用那些元素。通过迭代器的协助，我们可以只需编写一次算法，就可以将它应用于任意容器，这是因为所有的容器迭代器都提供一致的接口。

（四）、适配器

1、适配器是一种接口类

为已有的类提供新的接口

目的是简化、约束、使之安全、隐藏或者改变被修改类提供的服务集合

2、三种类型的适配器：

容器适配器：用来扩展7种基本容器，它们和顺序容器相结合构成栈、队列和优先队列容器

迭代器适配器（反向迭代器、插入迭代器、IO流迭代器）

函数适配器（函数对象适配器、成员函数适配器、普通函数适配器）

（五）、函数对象

1、函数对象（function object）也称为仿函数（functor）
2、一个行为类似函数的对象，它可以没有参数，也可以带有若干参数。
3、任何重载了调用运算符operator()的类的对象都满足函数对象的特征
4、函数对象可以把它称之为smart function。

5、STL中也定义了一些标准的函数对象，如果以功能划分，可以分为算术运算、关系运算、逻辑运算三大类。为了调用这些标准函数对象，需要包含头文件<functional>。

（六）空间配置器

STL的空间配置器主要用来给容器进行空间的配置与管理，从实现的角度来说空间配置器是实现了一个动态分配空间、空间管理、空间释放的class template（类模板）。

空间配置器存在的两个优点：
   （1)小对象的快速分配。小对象是从内存池分配的，这个内存池是系统调用一次malloc分配一块足够大的区域给程序备用，当内存池耗尽时再向系统申请一块新的区域，整个过程类似于批发和零售，起先是由allocator向总经商批发一定量的货物，然后零售给用户，与每次都总经商要一个货物再零售给用户的过程相比，显然是快捷了。当然，这里的一个问题时，内存池会带来一些内存的浪费，比如当只需分配一个小对象时，为了这个小对象可能要申请一大块的内存池，但这个浪费还是值得的，况且这种情况在实际应用中也并不多见。
   (2)避免了内存碎片的生成。程序中的小对象的分配极易造成内存碎片，给操作系统的内存管理带来了很大压力，系统中碎片的增多不但会影响内存分配的速度，而且会极大地降低内存的利用率。以内存池组织小对象的内存，从系统的角度看，只是一大块内存池，看不到小对象内存的分配和释放。