C++中的STL与各种容器的底层实现

STL具体分为哪几个部分？

• 首先我是基于GNUC2.9的STL源码学习的，他和4.9还是有挺多不同的，不过对于帮助我理解标准模板库还是2.9更好。
• STL标准模板库主要分为六个部分：最重要的三个是容器、算法、迭代器。另外三个是分配器、仿函数和适配器。
• 2.9的STL主要运用的是泛型编程的思想，它和我们的面向对象还是有些许不同的，面向对象最重要的思想是运行时多态，而泛型编程时编译时多态，另外面向对象通常会把数据和算法放在一个对象中，而在STL中将数据和算法分开，各自实现自己，通过迭代器链接。
  • 容器：就是装数据的东西，容器有很多种，分别对应我们常用的数据结构，比如序列式容器里的数组、链表、栈、队列等和关联式容器里的红黑树、set和map以及哈希表
  • 迭代器：简单的说迭代器就是一个指针，当然它本质上是一个类，不过重载了指针相关的符号，假装自己是个指针，这个和智能指针的实现原理差不多，迭代器的作用就是指向容器中的一个数据，当然它作为一个类肯定有别的状态或者说属性，比如说一个迭代器首先要定义的五个东西，迭代器的分类、迭代器之间的距离用什么单位、迭代器里数值的类型，还有一个point和reference，但是这两个在源码中没有用过我也不知道用来干嘛的，主要还是前三个定义，这是迭代器要回答算法的三个问题。
  • 算法：算法就是通过迭代器访问容器里的数据，对他们进行操作，前面说了迭代器作用就是一个指针，算法通过这个指针得到数据，但除此之外，算法还需要知道一些关于迭代器的细节，就是刚刚说的那三个问题三个定义，迭代器的类型和数值的类型等等，知道这些东西算法可以选择性能更好或者说更匹配的实现方式。比如知道迭代器是一个随机访问的迭代器，排序算法就可以选择快速排序，而如果是一个链表不支持随机访问，就需要其他办法。算法如何问这三个问题是通过萃取机traits，具体怎么实现我就不赘述了。
  • 剩下三个是分配器、仿函数和适配器，分配器就是为容器分配空间的东西，也是我们创建容器的时候需要的第二个模板参数，虽然我们通常不设置，使用默认的分配器，在4.9的版本中分配器就是简单的调用operator new和operator delete函数，没什么多的设计，但是2.9的分配器就使用了内存池的设计，当然我这里也不多说了。仿函数的话就是一个类对象重载了小括号，假装他自己是一个函数，使用起来和函数也差不多，不过和智能指针一样，它可以比函数有额外的状态或者说元素之类的，比如我可以设置在内部记录这个函数调用多少次等等，适配器其实就是改造器，把一个东西改造成另一个东西，常见的有算法适配器，容器适配器等等，比如stack和queue就是一个容器适配器，是改造了deque的，另外这两个东西也挺有意思，他们不仅可以通过deque实现也能通过链表等，不过我对于适配器的了解不是很深，用的也不多，所以可能有些东西我也不太懂。

STL各种容器的底层实现？<