深度学习c++资源库：初识STL，标准库

最新推荐文章于 2025-03-16 20:58:31 发布

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#c++ #开发语言

一，STL基本概念

C++ 标准模板库（Standard Template Library，STL）是一套功能强大的 C++ 模板类和函数的集合，它提供了一系列通用的、可复用的算法和数据结构。

STL 的设计基于泛型编程，这意味着使用模板可以编写出独立于任何特定数据类型的代码。

STL广义上分为容器（Containers）、迭代器（Iterators）、算法（Algorithms）

1.使用 STL 的好处:

代码复用：STL 提供了大量的通用数据结构和算法，可以减少重复编写代码的工作。
性能优化：STL 中的算法和数据结构都经过了优化，以提供最佳的性能。
泛型编程：使用模板，STL 支持泛型编程，使得算法和数据结构可以适用于任何数据类型。
易于维护：STL 的设计使得代码更加模块化，易于阅读和维护。

2.STL六大组件

STL大体上分为六大组件：容器、迭代器、算法、仿函数、空间配置器和适配器

1.容器：各种结构，如向量（vector）、链表（list）、队列（queue）、栈（stack）、集合（set）、映射（map）等,用来存放数据。

2.算法：各种常用的算法，如sot。fnd.copy、for_each等，用于对容器中的元素进行各种操作，包括排序、搜索、复制、移动、变换等。

3.送代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。用于遍历容器中的元素，允许以统一的方式访问容器中的元素，而不用关心容器的内部实现细节。

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。

二，C++标准库

C++ 标准库是 C++ 语言的一部分，它包含了一系列的类和函数，用于处理常见的编程任务，如输入输出、字符串操作、数学计算、容器管理等。

标准库的设计目标是提供高效、可移植和易于使用的工具，以帮助开发者快速构建应用程序。

导入标准库头文件：

在 C++ 中，我们使用 #include 预处理指令来导入标准库头文件。#include 指令告诉编译器在编译时将指定的头文件内容插入到当前文件中，头文件通常包含函数声明、类定义、宏定义等内容。

语法：

例如下面的示例中，我们导入了三个常用的标准库头文件：

<iostream>：提供了输入输出流的功能，如std::cout和std::cin。
<vector>：提供了向量容器的实现，用于存储动态数组。
<cmath>：提供了常用的数学函数，如sqrt()、sin()、cos()等。

#include <iostream>  // 导入输入输出流库
#include <vector>    // 导入向量容器库
#include <cmath>     // 导入数学函数库

2.标准库组件

以下是 C++ 标准库的主要组件分类及对应的头文件列表：

输入输出

<iostream>:标准输入输出流
<fstream>:文件输入输出流
<sstream>:字符串流
<iomanip>:输入输出流格式化

容器

<array>:定长数组容器
<vector>:动态数组容器
<deque>:定长数组容器
<list>:双向链表容器
<forward_list>:单向链表容器
<stack>:栈容器适配器
<queue>:队列容器适配器
<priority_queue>:优先队列容器适配器
<set>:集合容器适配器
<unordered_set>:无序集合容器（基于哈希表）
<map>:映射容器（基于平衡二叉树）
<unnordered_map>:无序映射容器（基于哈希表）
<bitset>:二进制位容器

算法和迭代器

<algorithm>:常用算法（如排序，查找）
<iterator>:迭代器

函数对象和绑定

<functional>:定义函数对象及相关工具

数学和数值运算

<numeric>:数值操作
<complex>:复数运算
<valarray>:数组类及相关操作
<cmath>:数学函数

字符串和正则表达式

<string>:标准字符串类
<regex>:正则表达式

时间和日期

<ctime>:时间处理
<chrono>:时间库

多线程和并发

<thread>:多线程支持
<mutex>:互斥量
<condition_variable>:条件变量
<future>:异步编程支持
<atomic>:原子操作

内存管理

<memory>:智能指针及动态内存管理
<new>:动态内存分配

类型特性和运行时类型识别

<type_traits>:类型特性
<typeinfo>:运行时类型识别

异常处理

<exception>:异常处理基类及相关工具
<stdexcept>:常用异常类

输入输出操作

<cstdio>:C风格输入输出
<cstdint>:顶长整数类型

其他工具

<utility>: 通用工具（如 std::pair 和 std::move 等）
<random>: 随机数生成
<locale>: 本地化支持
<codecvt>: 字符编码转换
<cassert>: 断言
<cctype>: 字符处理
<cstring>: 字符串处理
<cwchar>: 宽字符处理
<climits>: 数值极限
<cfloat>: 浮点极限
<cstdlib>: 常用工具（如 std::rand 和 std::abs 等）