理解STL六大部件

什么是STL？

        STL（Standard Template Library）是 C++ 标准模板库的缩写，它基于泛型编程提供了一组通用的、高效的模板类和函数，用于实现常见的算法和数据结构。STL 的六大部件包括：

1. 容器（Containers）：存储和管理数据的组件，如 序列式容器vector、list，关联式容器set，map 等。

2. 算法（Algorithms）：实现常见的数据处理算法，如 sort、find、copy 等。

3. 迭代器（Iterators）：实现对容器数据的遍历，提供了通用的操作方式。迭代器隐藏了容器内部的实现细节，提供了一致的接口，使得可以使用统一的方式对不同类型的容器进行操作。

4. 仿函数（Functors）：函数对象，是一种特殊的类，可以作为函数的替代品，提供了额外的参数和功能。重载了函数调用运算符 operator() 的对象。它可以像函数一样被调用，用于实现函数对象的封装和行为定制。

5. 适配器（Adaptors）：是一种把容器和算法结合起来使用的方法，实现了算法和容器的通用接口。

6. 分配器（Allocators）：用于管理容器内存的组件，提供了内存分配、回收和管理的方法。

容器和算法式六大组件中最重要的两个，根据图来看他们之间的关系，首先就是容器（Containers），容器要放东西，东西要占内存，容器会帮我们把内存的问题解决掉，我们看不到内存这件事，只需要把东西一个个放进去或者把他取出来就好，所以他背后要有另外一个部件去支持他就是分配器（Allocators），分配器对容器进行操作，包括内存分配、回收和管理，注意这里，主要作用把对象的内存开辟和对象构造分开，把对象析构和内存释放分开，new和malloc的区别，delete和free的区别。算法（Algorithms），算法要去处理容器中的数据，一边是数据一边是操作中间的桥梁我们叫做迭代器（Iterators）。仿函数（Functors）是一种特殊的类，是指一个对象，可以被当作函数使用。 适配器（Adaptors）在英文里面就是变压器，两种东西之间要通用需要一个转换的东西，Adaptors可以帮我们转化。

算法和迭代器之间的关系：

        算法和迭代器之间的关系可以理解为，算法和迭代器在STL中相互依赖，算法使用迭代器来访问容器中的元素，而迭代器提供了对容器元素的抽象访问方式，使得算法可以适用于不同类型的容器。（抽象访问方式也即是将容器的元素抽象为一个个迭代器对象，每个迭代器代表容器中的一个元素，并提供了访问和操作该元素的接口。  也就是隐藏的容器底层实现的细节，使得用户可以通过统一的接口访问容器元素，不必担心容器内部接口细节）。

仿函数在STL六大组件中扮演的角色：

        可以用于定义算法的操作规则、容器的排序规则、迭代器的访问准则等，从而使得STL具有灵活、可扩展和可定制的特性。

1. 算法（Algorithms）：仿函数是算法的操作对象。STL提供了大量的算法，如排序、查找、变换等，这些算法可以接受一个或多个仿函数作为参数，用于定义元素的比较、操作、转换规则等。

2. 在某些容器中，如关联容器（如set、map），需要提供仿函数作为比较准则来确定元素的顺序和唯一性。

3. 仿函数可以用作迭代器的比较准则，例如在排序算法中可以通过仿函数定义元素的比较规则，从而指导迭代器进行元素的有序访问。

4. 适配器是对容器或算法的封装和改变，使其具有不同的行为或接口。在适配器中，可以使用仿函数来改变元素的操作和行为。

空间分配器： 

        在动态分配内存的基础上，针对特定的对象进行高效的内存管理机制，可以帮助我们更好的控制内存分配和释放，避免内存碎片等问题，提高程序效率和稳定性。

        底层基于allocator的模板类，它定义了一些重要的接口和函数，

        如 allocate() 和 deallocate()，用于分配和释放内存块。

        通过 construct() 和 destroy() 等函数，进行对象的构造和析构操作。

适配器：

        底层实现原理就是基于已有组件的封装和转换，通过定义新的接口和重载操作符使得适配器具有特定的功能或行为。

        1. 容器适配器：在已有容器的基础上进行包装和扩展实现。栈（stack）、队列（queue）和优先队列（priority_queue）。

• 栈（stack）适配器：栈适配器通常使用一个底层容器（如deque、list）来实现，通过封装底层容器的接口，提供了栈的特定功能，如push、pop、top等。栈适配器可以使用底层容器的操作来实现栈的操作。

• 队列（queue）适配器：队列适配器也通常使用一个底层容器（如deque、list）来实现，通过封装底层容器的接口，提供了队列的特定功能，如push、pop、front等。队列适配器可以使用底层容器的操作来实现队列的操作。

• 优先队列（priority_queue）适配器：优先队列适配器可以使用底层容器（如vector、deque）和一个比较函数对象（默认为less）来实现。优先队列适配器通过维护一个堆结构，保证队列中的元素按照一定的优先级顺序排列。

        2. 迭代器适配器：已有迭代器的基础上进行包装和转换实现的。常见的迭代器适配器有插入迭代器（insert_iterator）、反向迭代器（reverse_iterator）和流迭代器（stream_iterator）等。

• 插入迭代器（insert_iterator）：插入迭代器通过重载赋值操作符和自增操作符，将数据插入到指定的容器位置。它可以通过在赋值操作符中调用容器的插入操作来实现数据的插入。

• 反向迭代器（reverse_iterator）：反向迭代器通过重载自增、自减和解引用等操作符，使得迭代器可以逆向遍历容器元素。它通过在内部维护一个正向迭代器，并通过逆向操作实现对容器的逆向遍历。

• 流迭代器（stream_iterator）：流迭代器用于与输入输出流进行交互，它通过重载解引用操作符和自增操作符，将输入流中的数据读取到指定变量中，或将变量的值输出到输出流中。