C++ STL库全面介绍
C++ 标准模板库（STL）提供了丰富的通用数据结构和算法组件，主要分为以下几类：
1. 容器（Containers）
- 序列容器：存储有序元素集合
vector：动态数组，支持快速随机访问deque：双端队列，两端高效插入/删除list：双向链表forward_list（C++11）：单向链表array（C++11）：固定大小数组string：字符串专用容器
- 关联容器：基于键的排序集合（通常红黑树实现）
set：唯一键集合，有序map：键值对映射，键唯一有序multiset：允许重复键的有序集合multimap：允许重复键的有序映射
- 无序关联容器（C++11）：哈希表实现
unordered_set：唯一键哈希集合unordered_map：键值对哈希映射unordered_multiset：重复键哈希集合unordered_multimap：重复键哈希映射
- 容器适配器：基于其他容器实现的接口
stack：LIFO（后进先出）栈queue：FIFO（先进先出）队列priority_queue：优先级队列（最大堆）
2. 算法（Algorithms）
- 在
<algorithm>中定义，操作于容器上的泛型算法- 排序：
sort,stable_sort,partial_sort - 查找：
find,find_if,binary_search - 数值操作：
accumulate,inner_product - 集合操作：
set_union,set_difference - 修改序列：
copy,move,transform - 删除：
remove,unique - 堆操作：
make_heap,push_heap - 遍历：
for_each（C++11起支持并行版本）
- 排序：
3. 迭代器（Iterators）
- 提供访问容器元素的通用方法
- 类别：输入/输出、前向、双向、随机访问迭代器
- 适配器：
reverse_iterator,move_iterator（C++11） - 特殊迭代器：
back_inserter,front_inserter
4. 函数对象（Function Objects）
- 行为类似函数的对象
- 头文件：
<functional> - 包含：算术/关系/逻辑运算的函数对象
- 适配器：
bind（C++11）,mem_fn - 新特性：
function（类型擦除的函数包装器）,lambda（C++11）
- 头文件：
5. 智能指针（C++11起）
- 自动内存管理
unique_ptr：独占所有权指针shared_ptr：共享所有权指针weak_ptr：shared_ptr的弱引用
6. 数值处理
- 头文件：
<numeric>,<cmath>,<complex>,<random>（C++11） - 随机数引擎和分布（C++11）
- 复数运算：
complex
7. 时间库（C++11起）
- 头文件：
<chrono> - 时间点：
time_point - 时间段：
duration - 时钟：
system_clock,steady_clock
8. 异常处理
- 标准异常类体系（继承自
exception）：logic_error（如invalid_argument）runtime_error（如overflow_error）
9. 字符串处理
string和wstring（在<string>中）- 正则表达式支持（C++11）：
<regex>
10. I/O流库
- 头文件：
<iostream>,<fstream>,<sstream> - 类：
istream,ostream,fstream,stringstream
11. 线程支持库（C++11起）
<thread>,<mutex>,<atomic>,<future>- 线程管理：
thread,async - 同步机制：
mutex,condition_variable
12. 其他实用组件
- 工具类：
pair（键值对）tuple（C++11，多元组）
- 类型特征：
<type_traits>（C++11） - 编译期有理数：
ratio（C++11）
常用容器选择指南
| 需求场景 | 推荐容器 |
|---|---|
| 快速随机访问 | vector, array |
| 频繁头尾插入删除 | deque |
| 中间插入/删除 | list（小数据量） |
| 唯一键快速查找（有序） | map/set |
| 唯一键最快查找（无序） | unordered_map/set |
| LIFO栈 | stack（适配器） |
| FIFO队列 | queue（适配器） |
| 优先级队列 | priority_queue |
重要原则：
- 默认首选
vector（缓存友好）- 需要键值映射时首选
unordered_map（O(1)查找）- 当元素顺序重要且需要频繁查找时用
map- 避免在
vector中间插入，除非数据量小
STL的设计遵循以下核心思想：
- 泛型编程：通过模板实现
- 效率优先：零开销抽象
- 互操作性：容器与算法通过迭代器解耦
掌握STL是高效C++开发的基础，现代C++项目90%的日常数据结构需求都可通过STL满足。
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