1.STL的产生原因

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西；
• C++的面向对象¹ 和泛型编程²思想，目的就是复用性的提升；
• 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作；
• 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL。

总的来说，STL就是为了提高复用性。

2.STL基本概念与六大组件

2.1基本概念

• STL(Standard Template Library,标准模板库)；
• STL 从广义上分为: 容器(container) 、算法(algorithm) 、迭代器(iterator)；
• 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
• STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数的方式。

2.2六大组件

STL大体分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器。

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等。
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

3.STL中容器、算法、迭代器

3.1容器

容器： 置物之所也
STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来；
常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

序列式容器:强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置（怎么输入怎么存储，不排序）。
关联式容器:二叉树结构，各元素之间=没有严格的物理上的顺序关系（自动排序）。

3.2算法

算法： 问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法和非质变算法。

• 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等；
• 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等。

3.3迭代器

迭代器： 容器和算法之间粘合剂
提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

• 每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。
迭代器种类：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、–，
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器	读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

• 常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

4.STL简单应用

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器。

容器： vector

算法： for_each

迭代器： vector<int>::iterator

4.1vector存放内置数据类型

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>void Print(int val)
{cout << val << " ";
}
void test01()
{//创建一个vector容器---int数组//并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型vector<int> v;//头文件 vector//向容器中插入数据v.push_back(9);v.push_back(99);v.push_back(999);v.push_back(9999);v.push_back(99999);//通过迭代器访问容器中的数据-三种遍历方法法一：每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型begin起始迭代器（地址）---指向容器中第一个元素//vector<int>::iterator itBegin = v.begin();end结束迭代器（地址）---指向容器中最后一个元素的下一个位置//vector<int>::iterator itEnd = v.end();//while (itBegin != itEnd)//{//	cout << *itBegin << " ";//	itBegin++;//}//cout << endl;法二：//for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)//{//	//*it表示的是< >中的类型元素//	cout << *it << " ";//}//cout << endl;//法三：//利用STL提供遍历算法for_each，头文件 algorithmfor_each(v.begin(), v.end(), Print);//Print 打印函数cout << endl;
}

4.2vector存放自定义数据类型

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};
void test02()
{//创建一个vector容器---int数组vector<Person> v;//向容器中插入数据Person p1("唐僧", 30);Person p2("孙悟空", 99999);Person p3("猪八戒", 9999);Person p4("沙和尚", 999);Person p5("白龙马", 99);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);//通过迭代器访问容器中的数据---以for循环为例for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){//*it表示的是< >中的类型元素//cout << "姓名：" << (*it).m_name << "\t年龄：" << (*it).m_age << endl;//值访问cout << "姓名：" << it->m_name << "\t年龄：" << it->m_age << endl;//地址访问}
}

4.3vector容器嵌套容器

• 输出效果类似于二维数组

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>
void test03()
{//创建一个嵌套vector容器vector<vector<int>> V;//向容器中插入数据vector<int> v1;vector<int> v2;vector<int> v3;vector<int> v4;for (int i = 0; i < 4; i++){v1.push_back(i + 1);v2.push_back(i + 2);v3.push_back(i + 3);v4.push_back(i + 4);}V.push_back(v1);V.push_back(v2);V.push_back(v3);V.push_back(v4);//通过迭代器访问容器中的数据---以for循环为例for (vector<vector<int>>::iterator its =V.begin(); its != V.end(); its++){//*its表示的是< >中的类型元素---vector<int>for (vector<int>::iterator vit = (*its).begin(); vit != (*its).end(); vit++){cout << *vit << " ";}cout << endl;}
}

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1. 封装、继承、多态。 ↩︎

2. 模板。 ↩︎