前言

       当我们学习完C++的基础语法知识以及类和对象、模板等知识之后，就可以正式进入STL的学习了。本篇文章，博主将系统地介绍STL的相关概念以及学习方法，提升大家对STL的认识，帮助大家更好地踏入STL的大门。

一、什么是STL

       STL（Standard Template Library，标准模板库），是c++标准库的一个重要组成部分，它提供了一系列通用的类模板和函数，是一个包罗数据结构和算法的软件框架。STL在c++中极其重要，它的出现弥补了c++开发效率的不足，大大提高了程序的可复用性。

二、STL的版本

1. 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，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。原始版本所有STL实现版本的始祖。

2. P.J.版本

由P. J. Plauger开发，是由原始版本继承而来，被Windows Visual C++所采用，它不能公开或修改，缺陷是：可读性比较低，符号命名比较怪异。

3. 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。

4. SGI版本

由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自原始版本。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，可读性非常高。

目前最被广泛应用的版本是微软参与研发维护的P.J.版本和被Linux采用的SGI版本。后续我们深入学习STL时，博主主要参考SGI版本的源代码进行讲解。

三、STL的组成

       STL通常被分为六大部分：容器、算法、迭代器、仿函数、配接器和空间配置器：

容器：STL最重要的部分之一，提供了各种不同类型的数据结构，用于存放数据。容器可以分为序列式容器和关联式容器两大类。序列式容器如vector、deque、list等，强调元素的顺序存储；关联式容器如set、map、multiset、multimap等，基于二叉树结构，强调元素的排序和唯一性。

算法：对容器进行操作的函数模板集合，包括排序、查找、合并、替换等常用算法。算法分为质变算法和非质变算法，质变算法会更改区间内的元素内容，如拷贝、替换、删除等；非质变算法则不会更改元素内容，如查找、计数、遍历等。

迭代器：STL中的一个核心概念，用于连接容器和算法。迭代器提供了一种方法，使之能够依序访问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。每种容器都有自己专属的迭代器，迭代器的种类包括输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器和随机访问迭代器等。

仿函数：是一种特殊的类，但是它的功能却像一个函数。仿函数不仅可以像普通函数那样传递参数和返回值，还可以保存状态，这使得它在处理需要保持状态的复杂算法时非常有用。

配接器：分为函数配接器、容器配接器、迭代器配接器，可以将一个类的接口转换为另一个类的接口，使得原本因接口不兼容而不能合作的类可以一起运作。有了配接器，我们就可以轻松地实现复杂的算法和数据结构，而无需从头开始编写代码。

空间配置器：STL源码中实现的一个小工具，用来应对STL容器频繁申请小块内存空间的问题。它类似于一个小型的内存池，通过优化内存的申请和释放过程，提高了STL容器在空间申请方面的效率。

注意：STL中的所有内容都定义在命名空间std当中。

四、STL的高级特性

       除了基本的组成部分外，STL还提供了一些高级特性，如数值算法、本地化和多线程支持等。

数值算法：STL数值算法是一组用于数值计算和处理的算法，包括数值操作、数值统计、数值转换等功能。这些算法定义在<numeric>头文件中，如accumulate（计算序列和）、inner_product（计算点积）、partial_sum（计算部分和）等。

本地化：STL本地化是指将STL库中的一些函数和类适应不同的语言和文化环境，以便更好地适应不同地区的用户需求。比如日期和时间格式、字符编码、数字格式以及货币和货币符号的本地化处理。

多线程支持：STL本身在C++标准库中并不能直接保证全面的多线程安全。这意味着在默认情况下，STL中的容器和算法在多线程环境中使用时，如果不加适当的同步机制，可能会引发数据竞争和竞态条件，从而导致未定义行为。因此，从C++11开始，标准库引入了一些并发支持的特性，这些特性可以在一定程度上帮助我们在多线程环境中安全地使用STL。

五、如何学好STL

       STL在各种算法竞赛以及开发过程当中为我们提供了巨大的便利，是编写c++程序必不可少的工具之一。但是作为c++的核心知识，STL的学习道路肯定是蜿蜒曲折的。那么该如何高效地学习STL呢？

       STL的学习分为三种境界：

第一境界：熟练运用STL

       要深入理解STL的各个部分，并且付诸大量的实践练习，可以从简单的程序开始，然后逐步增加难度，以至于运用到算法题当中，增加熟练度。注意：对STL组件的理解一定不能局限于书面知识的掌握，而要付诸于实践当中（多敲代码）

STL各种组件功能查阅：https://legacy.cplusplus.com/

第二境界：理解STL的底层实现

       通过阅读STL的源码，深入理解其实现细节和设计思想，并且尝试自实现其各种功能。

第三境界：扩充STL

       在前两种境界的基础之上，根据自己的需求，对原有组件的功能进行扩充和改进。

为了帮助大家深入学习STL，博主在这里推荐一本参考书籍：侯捷老师的《STL源码剖析》（华中科技大学出版社）

总结

       本篇文章博主和大家分享了STL的概念、组成和重要性，以及如何学好STL。之后博主会给大家介绍STL当中的主要容器并且尝试实现它们。如果你觉得博主讲的还不错，就请留下一个小小的赞在走哦，感谢大家的支持❤❤❤