C++ STL 概述

什么是 STL

STL ( The C++ Standard Template Library )，C++标准模板库，是一个算法、数据结构和其他组件的集合，可用于简化C++程序的开发。STL提供了一系列的 容器 (container)，如 vector、list、map，以及搜索、排序和操作数据的 算法 (algorithm)。

STL的主要优点之一是它提供了一种编写通用的、可重复使用的代码的方法，可以应用于不同的数据类型。这意味着，你可以一次写好一个算法，然后将其用于不同类型的数据，而不必为每种类型单独写代码。

STL 的组成

1. 容器 （Container）： STL 提供了一系列的容器，如 vector、list、map、set 和 stack 等，它们可以用来存储和操作数据。
2. 算法 （Algorithm）： STL 提供了一系列的算法，比如 sort、find 和 binary_search，这些算法可以用来操作存储在容器中的数据。
3. 迭代器（Iterator）： 迭代器是提供遍历容器中元素的方法的对象。STL提供了一系列的迭代器，比如前向迭代器 (forward iterator)、双向迭代器 (bidirectional iterator) 和随机访问迭代器 (random access iterator)，它们可以与不同类型的容器一起使用。
4. 函数对象（Function objects）： 函数对象，也被称为functors，是可以作为算法的函数参数使用的对象。它们提供了一种将函数传递给算法的方法，允许你自定义其行为。
5. 分配器（Allocator）：分配器是一种用于管理内存分配和释放的工具。
6. 适配器（Adapter）：适配器是一种用于在现有的容器或迭代器（或上面其他组件，没有算法适配器）上添加新功能的工具，其本质还是容器和迭代器。

迭代器

常用的迭代器包括：输入迭代器（Input Iterator）、输出迭代器（Output Iterator）、前向迭代器（Forward Iterator）、双向迭代器（Bidirectional Iterator）、随机访问迭代器（Random Access Iterator）5种。输入迭代器和输出迭代器，它们不是把数组或容器当做操作对象，而是把输入流/输出流作为操作对象。这里简单介绍后面3种迭代器。

• 前向迭代器

前向迭代器支持以下运算：

运算	说明
*	解引用，得到迭代器指向元素的值
++it	前置递增，将迭代器指向下一个元素
it++	后置递增，将迭代器指向下一个元素，并返回指向当前元素的迭代器副本
==，!=	比较两个迭代器是否相等

• 双向迭代器

双向迭代器支持以下运算：

运算	说明
*	解引用，得到迭代器指向元素的值
++it	前置递增，将迭代器指向下一个元素
it++	后置递增，将迭代器指向下一个元素，并返回指向当前元素的迭代器副本
–it	前置递减，将迭代器指向前一个元素
it–	后置递减，将迭代器指向前一个元素，并返回指向当前元素的迭代器副本
==，!=	比较两个迭代器是否相等

• 随机访问迭代器

随机访问迭代器则支持更多的运算：

运算	说明
*	解引用，得到迭代器指向元素的值
++it	前置递增，将迭代器指向下一个元素
it++	后置递增，将迭代器指向下一个元素，并返回指向当前元素的迭代器副本
–it	前置递减，将迭代器指向前一个元素
it–	后置递减，将迭代器指向前一个元素，并返回指向当前元素的迭代器副本
==、!=、<、<=、>、>=	关系运算，用于比较两个迭代器的大小关系
it + n	加法，用于将迭代器向前移动 n 个元素
it1 - it2 和 it - n	减法，用于计算两个迭代器之间的距离，或将迭代器向后移动 n 个元素
it [ n ]	返回指向 it 后面第 n 个位置的元素的引用

• 实现一个简单的迭代器：

template <typename T>
class ArrayIterator {
   
public:
    ArrayIterator(T* ptr) : ptr_(ptr) {
   }
    T&