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我们曾学习了各种各样的数据结构，包括顺序表，链表，树，堆，栈，队列等等，假如我们要去使用它们，假如每次都要我们自己去实现一份出来似乎太过于麻烦，那么有没有什么方法可以很方便的使用它们呢？这就需要我们来了解一下STL了。

1.什么是STL

​ 或许有人曾听说过：“没有学过STL你怎么敢说自己会C++”，那么STL到底是什么呢？STL即 Standard Template Library，也就是标准模板库，它是C++标准库中的重要组成部分，它提供了一系列通用的、可复用的算法和数据结构。它主要有六大组件：

a.容器（STL的“仓库”，装数据的不同抽屉）

定义：存储数据的数据结构，封装了内存管理

分类：

​ 1.序列式容器（按顺序存储）：vector（动态数组）、list（双向链表）、deque（双端队列）

​ 2.关联式容器（键值对/有序）：map（有序键值对）、set（有序去重）、unordered_map（哈希表）

…

示例：

vector<int> nums = {1,2,3};  // 最常用的动态数组容器
map<string, int> scores;    // 按key排序的字典

b.迭代器

定义：容器的”指针“，统一访问容器元素的接口。

分类：

​ 1.正向迭代器（++单向移动）

​ 2.随机访问迭代器（支持+/-等）

示例：

#include<vector>
int main()
{vector<int> nums = { 1,2,3 };for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it){cout << *it;  // 用迭代器遍历容器}return 0;
}

c.算法（STL 的 “工具库”）

定义： 操作容器元素的“通用函数”

分类：

​ 1.非质变算法（不改变元素）：find（查找）、for_each（遍历）

​ 2.质变算法（改变元素）：sort（排序）、reverse（反转）

示例：

#include<vector>
#include<algorithm> //使用库中算法需要包含该头文件
int main()
{vector<int> nums = { 3,2,1 };sort(nums.begin(), nums.end());//sort排序for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it){cout << *it;  }return 0;
}

d.仿函数（“带记忆的函数”，给算法定制行为）

定义：重载operator()的类，比普通函数更灵活（可带状态）。

分类：

​ 1.预定义仿函数：std::less<int>（小于）、std::plus<int>（加法）

​ 2.自定义仿函数：

struct MyCmp {bool operator()(int a, int b) { return a % 2 < b % 2; }  // 按奇偶排序
};
sort(nums.begin(), nums.end(), MyCmp());  // 传入仿函数
//这里仅做示例，后续有机会再做具体讲解

e.适配器（“接口转换器”，让旧组件焕发新生）

定义：修改现有的组件接口，使其适配新场景

分类：

​ 1.容器适配器：如stack（默认基于deque）、queue（默认基于deque），它们的底层都可以通过已有的deque稍作修改得到。

​ 2.迭代器适配器：如reverse_iterator（反向迭代）、insert_iterator（插入迭代）（这里暂不做详细介绍）

f.空间配置器（STL的“内存管家”）

定义：封装内存分配细节

作用：

​ 1.控制容器的内存申请/释放（如vector动态扩容时的内存管理）

​ 2.支持自定义内存池

class MyAllocator { /* 自定义内存分配逻辑 */ };
vector<int, MyAllocator> nums;  // 替换默认分配器

2.STL的版本

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，唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 后续很多版本都在此基础上发展而来。
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。
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。我们后续学习STL主要参考的就是这个版本。

3.STL优缺点

1.优点

1. 泛型编程，高度复用

​ 容器 / 算法 / 迭代器分离：一套算法（如sort）适配所有容器（如vector/list），通过迭代器解耦数据与操作，减少重复代码。

​ 例：for_each(vec.begin(), vec.end(), print) 同时支持数组、链表等。

2. 性能优化（以 SGI 版本为例）

​ 空间配置器：内存池机制减少碎片化（如vector批量申请内存），比原生new更高效。

​ 例：vector扩容时默认按 1.5 倍增长，减少频繁内存分配。

3. 跨平台一致性

​ 主流编译器（GCC、Clang、MSVC）均实现 STL，代码可移植性强（需注意版本差异，如 MSVC 的 P.J. 版命名怪异）。

4. 工业级成熟度

​ 经过 30 年迭代，覆盖 90% 日常需求（容器、算法、仿函数），避免 “重复造轮子”。

2.缺点

1. STL库的更新较慢，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。
2. 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。
3. STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。对初学者来说需要花费一定时间才能够理解，比如类型萃取，迭代器萃取等。
4. 由于模板语法，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。