本篇文章關(guān)于STL的概述主要從以下幾個方面來介紹：

　　STL產(chǎn)生原因

　　STL發(fā)展過程

　　STL基本概念

　　STL六大組件簡介

　　STL優(yōu)點

　　一、STL產(chǎn)生原因

　　長久以來，軟件界一直希望建立一種可重復(fù)利用的東西，以及一種得以制造出”可重復(fù)運用東西”的方法,讓程序員的心血不止于隨時間的遷移，人事異動而煙消云散，從函數(shù)(functions)，類別(classes),函數(shù)庫(function libraries),類別庫(class libraries)、各種組件，從模塊化設(shè)計，到面向?qū)ο?object oriented)，為的就是復(fù)用性的提升。

　　復(fù)用性必須建立在某種標(biāo)準(zhǔn)之上。但是在許多環(huán)境下，就連軟件開發(fā)最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(data structures) 和算法(algorithm)都未能有一套標(biāo)準(zhǔn)。大量程序員被迫從事大量重復(fù)的工作，竟然是為了完成前人已經(jīng)完成而自己手上并未擁有的程序代碼，這不僅是人力資源的浪費，也是挫折與痛苦的來源。

　　為了建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的一套標(biāo)準(zhǔn)，并且降低他們之間的耦合關(guān)系，以提升各自的獨立性、彈性、交互操作性(相互合作性,interoperability),誕生了STL。

　　二、STL發(fā)展過程

　　標(biāo)準(zhǔn)模板庫系由Alexander Stepanov創(chuàng)造于1979年前后，這也正是比雅尼·斯特勞斯特魯普創(chuàng)造C++的年代。

　　標(biāo)準(zhǔn)模板庫設(shè)計人Stepanov早期從事教育工作，1970年代研究泛型程序設(shè)計，那時他與其同事Deepak Kapur、David Musser一起在GE公司開發(fā)出一個新的程序語言——Tecton。

　　1983年，Stepanov先生轉(zhuǎn)至Polytechnic大學(xué)教書，繼續(xù)研究泛型程序設(shè)計，同時寫了許多Scheme的程序，應(yīng)用在graph與network的算法上，1985年又轉(zhuǎn)至GE公司專門教授高階程序設(shè)計，并將graph與network的Scheme程序，改用Ada寫，用了Ada以后，他發(fā)現(xiàn)到一個動態(tài)(dynamically)類型的程序(如Scheme)與強制(strongly)類型的程序(如Ada)有多么的不同。

　　1987 年， Stepanov 開始首次采用 C++語言進(jìn)行泛型軟件庫的研究。由于當(dāng)時的 C++ 語言還沒有引入模板的編程技術(shù)，泛型庫只能是通過 C++ 的繼承機制來開發(fā)，代碼表達(dá)起來非常笨拙。但盡管如此，Stepanov 還是開發(fā)出了一個龐大的算法庫。與此同時，在與 Andrew Koenig(前 ISO C++ 標(biāo)準(zhǔn)化委員會主席)和 Bjarne Stroustrup(C++ 語言的創(chuàng)始人)等頂級大師們的共事過程中，Stepanov 開始注意到 C/C++ 語言在實現(xiàn)其泛型思想方面所具有的潛在優(yōu)勢。

　　1988年Stepanov先生轉(zhuǎn)至HP公司運行開發(fā)泛型程序庫的工作。此時，他已經(jīng)認(rèn)識C語言中指針(pointer)的威力，他表示一個程序員只要有些許硬件知識，就很容易接受C語言中指針的觀念，同時也了解到C語言的所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)均可以指針間接表示，這點是C與Ada、Scheme的最大不同。

　　Stepanov并認(rèn)為，雖然C++中的繼承功能可以表示泛型設(shè)計，但終究有個限制。雖然可以在基礎(chǔ)類型(superclass)定義算法和接口，但不可能要求所有對象皆是繼承這些，而且龐大的繼承體系將減低虛擬(virtual)函數(shù)的運行效率，這便違反的前面所說的“效率”原則。

　　到了C++模板觀念，Stepanov參加了許多有關(guān)的研討會，與C++之父Bjarne討論模板的設(shè)計細(xì)節(jié)。如，Stepanov認(rèn)為C++的函數(shù)模板(function template)應(yīng)該像Ada一樣，在聲明其函數(shù)原型后，應(yīng)該顯式的聲明一個函數(shù)模板之實例(instance);Bjarne則不然，他認(rèn)為可以通過C++的重載(overloading)功能來表達(dá)。

　　1992年Meng Lee加入Alex的項目，成為另一位主要貢獻(xiàn)者。

　　1992年，HP泛型程序庫項目結(jié)束，小組解散，只剩下Stepanov先生與Meng Lee小姐(她是東方人，標(biāo)準(zhǔn)模板庫的英文名稱其實是取STepanov與Lee而來)，Lee先前研究的是編譯器的制作，對C++的模板很熟，第一版的標(biāo)準(zhǔn)模板庫中許多程序都是Lee的杰作。

　　1993年，Andy Koenig到史丹佛演講，Stepanov便向他介紹標(biāo)準(zhǔn)模板庫，Koenig聽后，隨即邀請Stepanov參加1993年11月的ANSI/ISO C++標(biāo)準(zhǔn)化會議，并發(fā)表演講。

　　Bell實驗室的Andrew Koenig于1993年知道標(biāo)準(zhǔn)模板庫研究計劃后，邀請Alex于是年11月的ANSI/ISO C++標(biāo)準(zhǔn)委員會會議上展示其觀念。并獲得與會者熱烈的回應(yīng)。

　　1994年1月6日，Koenig寄封電子郵件給Stepanov，表示如果Stepanov愿意將標(biāo)準(zhǔn)模板庫的幫助文檔撰寫齊全，在1月25日前提出，便可能成為標(biāo)準(zhǔn)C++的一部分。Stepanov回信道："Andy, are you crazy?" 。 Koenig便說："Well, yes I am crazy,but why not try it?"。

　　Alex于是在次年夏天在Waterloo舉行的會議前完成其正式的提案，并以百分之八十壓倒性多數(shù)，一舉讓這個巨大的計劃成為C++ Standard的一部分。

　　標(biāo)準(zhǔn)模板庫于1994年2月年正式成為ANSI/ISO C++的一部分，它的出現(xiàn)，促使C++程序員的思維方式更朝向泛型編程(generic program)發(fā)展。

　　(發(fā)展過程部分參考百度百科)。

　　三、 STL基本概念

　　STL(Standard Template Library,標(biāo)準(zhǔn)模板庫)，是惠普實驗室開發(fā)的一系列軟件的統(tǒng) 稱?，F(xiàn)在主要出現(xiàn)在 c++中，但是在引入 c++之前該技術(shù)已經(jīng)存在很長時間了。 STL 從廣義上分為: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator),容器和算法之間通過迭代器進(jìn)行無縫連接。STL 幾乎所有的代碼都采用了模板類或者模板函數(shù)，這相比傳統(tǒng)的由函數(shù)和類組成的庫來說提供了更好的代碼重用機會。

　　STL(Standard Template Library)標(biāo)準(zhǔn)模板庫,在我們 c++標(biāo)準(zhǔn)程序庫中隸屬于 STL 的占到了 80%以上。

　　四、 STL六大組件簡介

　　STL提供了六大組件，彼此之間可以組合套用，這六大組件分別是:容器、算法、迭代器、仿函數(shù)、適配器(配接器)、空間配置器。 容器：各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如vector、list、deque、set、map等,用來存放數(shù)據(jù)，從實現(xiàn)角度來看，STL容器是一種class template。 算法：各種常用的算法，如sort、find、copy、for_each。從實現(xiàn)的角度來看，STL算法是一種function tempalte. 迭代器：扮演了容器與算法之間的膠合劑，共有五種類型，從實現(xiàn)角度來看，迭代器是一種將operator* , operator-> , operator++,operator--等指針相關(guān)操作予以重載的class template. 所有STL容器都附帶有自己專屬的迭代器，只有容器的設(shè)計者才知道如何遍歷自己的元素。原生指針(native pointer)也是一種迭代器。 仿函數(shù)：行為類似函數(shù)，可作為算法的某種策略。從實現(xiàn)角度來看，仿函數(shù)是一種重載了operator()的class 或者class template 適配器：一種用來修飾容器或者仿函數(shù)或迭代器接口的東西。 空間配置器：負(fù)責(zé)空間的配置與管理。從實現(xiàn)角度看，配置器是一個實現(xiàn)了動態(tài)空間配置、空間管理、空間釋放的class tempalte.

　　STL六大組件的交互關(guān)系，容器通過空間配置器取得數(shù)據(jù)存儲空間，算法通過迭代器存儲容器中的內(nèi)容，仿函數(shù)可以協(xié)助算法完成不同的策略的變化，適配器可以修飾仿函數(shù)。

　　五、 STL優(yōu)點

　　STL 是 C++的一部分，因此不用額外安裝什么，它被內(nèi)建在你的編譯器之內(nèi)。 STL 的一個重要特性是將數(shù)據(jù)和操作分離。數(shù)據(jù)由容器類別加以管理，操作則由可定制的算法定義。迭代器在兩者之間充當(dāng)“粘合劑”,以使算法可以和容器交互運作 程序員可以不用思考 STL 具體的實現(xiàn)過程，只要能夠熟練使用 STL就 OK 了。這樣他們就可以把精力放在程序開發(fā)的別的方面。 STL 具有高可重用性，高性能，高移植性，跨平臺的優(yōu)點。 高可重用性：STL 中幾乎所有的代碼都采用了模板類和模版函數(shù)的方式實現(xiàn)，這相比于傳統(tǒng)的由函數(shù)和類組成的庫來說提供了更好的代碼重用機會。關(guān)于模板的知 識，已經(jīng)給大家介紹了。 高性能：如 map 可以高效地從十萬條記錄里面查找出指定的記錄，因為 map 是采用紅黑樹的變體實現(xiàn)的。 高移植性：如在項目 A 上用 STL 編寫的模塊，可以直接移植到項目 B 上。

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