Standard Template Libary or C++ Standard Library-数字星空

　　C++提供一套标准的library称为C++ standard library完全以template完成，所以又被称为Standard Template Library。这套library专门有于实现常用的据结构（例如arry、list......)以及常用的算法（例如push，pop，insert，delete，query，retrieval......)。

　　一般来说，STL包含六个主要的组件：

　　1.containers（泛型容器）

　　2.generic algorithms（泛型算法）

　　3.iterators（泛型指针）

　　4.function objects

　　5.adaptors

　　6.allocators

　　以下简单介绍前三个组件，让大家领略一下template的强大弹性。

一、STL Cintainers

　　STL实现了一些常用的数据结构，这些结构用来收容许多数据，所以被称为container，主要分为两大类：

　　1. sequence container：内含有序而类型一致的元素。例如vector（也就是array）和list，以及deque。deque的行为类似vector，但对于插入（insertion）和删除（deletion）第一个元素特别有效率；

　　2.associative container：这种数据结构对于查询（query）或取出（retrieval）某一个元素的动作特别有效率。例如map和set。所谓map是key/value的成对组合：key用来查询，value包含真正的数据。电话簿和字典都适合以map来完成，所以map又被称为dictionary。

　　mapt 和set中的每一个key都只能出现一次，如果key必需出现一次以上，则另有所谓的multimap和multiset适用。

　　以下我举一个vector实例，让大家见识一下template classes的弹性。

 1 #include <vector> // STL's vector
 2 #include <iostream>
 3 using namespace std;
 4 void main(){
 5     vector<int> ivec;
 6     cout << "ivec: size: " << ivec.size() << " "
 7     << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
 8      for (int ix = 0; ix < 24; ix++)
 9         {
10             ivec.push_back( ix );
11             cout << "ivec: size: " << ivec.size() << " "             
12           "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
13          }
14  }

　　程序解析：

　　第1行：使用STL vector必需导入<vector>这个头文件；

　　第3行：STL中所有的classes、functions、templates、types都定义于一个特殊的namespace std之中，第3行的用意是让我们的程序能够识别到那个std namespace。

　　第5行：声明一个vector，名称为ivec，内部可以放数据类型为int的元素。

　　第6、7行：在尚未对ivec加入任何元素之前，检查其大小与容量，所谓的大小（size）是指vector内的元素个数，所谓容量（capacity）是指这个vector目前可以装多少元素。

　　第8~13行：加入24个元素到ivec中，每加入一个元素，就检查ivec的大小与容量，这里我们用到了vector的三个member functions：push_back()、size()、capacity().

　　执行结果：

ivec: size: 0 capacity: 0
ivec: size: 1 capacity: 1
ivec: size: 2 capacity: 2
ivec: size: 3 capacity: 4
ivec: size: 4 capacity: 4
ivec: size: 5 capacity: 8
ivec: size: 6 capacity: 8
ivec: size: 7 capacity: 8
ivec: size: 8 capacity: 8
ivec: size: 9 capacity: 16
ivec: size: 10 capacity: 16
ivec: size: 11 capacity: 16
ivec: size: 12 capacity: 16
ivec: size: 13 capacity: 16
ivec: size: 14 capacity: 16
ivec: size: 15 capacity: 16
ivec: size: 16 capacity: 16
ivec: size: 17 capacity: 32
ivec: size: 18 capacity: 32
ivec: size: 19 capacity: 32
ivec: size: 20 capacity: 32
ivec: size: 21 capacity: 32
ivec: size: 22 capacity: 32
ivec: size: 23 capacity: 32
ivec: size: 24 capacity: 32

　　我们可以从执行结果归纳出两个结论：

　　1.vector的容量是可以变化的；

　　2.vector的容量（capacity）变化，是以power of 2累增；

二、STL Generic Algorithm（泛型算法）

　　为了对付STL的各种containers，以及C++本身的内置数据类型，STL提供了一组所谓的generic algorithm（泛型算法）。称之为algorithhm，是因为这些函数都用来执行最普遍的动作，比如排序、搜索、最大值、最小值等等。之所以称为generic（泛型）则是因为它们适用于各种container types，包括STL的vector，list，set，map，以及语言内置的build-in array type。

　　STL提供的generic algorithm非常多，比如一个简单的”字串倒序“实例：

 1 #include <iostream.h>
 2 #include <algorithm> // STL
 3 #include <string.h>
 4 using namespace std; // STL
 5 void main(){
 6     char* string1 = "ABCBEFGHJK";
 7     cout << string1 << endl;
 8     int N1 = strlen(string1);
 9     reverse(string1, string1 + N1);
10     cout << string1 << endl;
11  }

　　执行结果：

　　ABCDEFGHJK

　　KJHGFEDCBA

　　程序解析：

　　第2行：使用generic algorithm，必需导入<algorithm>这个头文件；

　　第4行：STL中所有的classes、functions、templates、types都定义于一个特殊的namespace std之中，第4行的用意是让我们的程序能够识别到那个std namespace。

　　第9行：使用reverse()（一个generic algorithm）来逆转字符串，此函数的两个参数都是操作对象（某个container）的iterators，分别批向第一个元素和最后一个元素。所谓iterator是一个泛型指针。

三、STL Iterators（迭代器）

　　STL containers的弹性很大，可以让你放置自定义类型的数据。STL Container之所以能够和STL generic algorithm发生连接，靠的是它的一对iterators，使得generic algorithm能够在container身上来回移动。

　　所谓iterator，可以把它看成是一种泛型指针，它的作用是提供一般化的方法，使我们得以存取任何一种container中的任何一个元素。Iterator其实也是一个template class，它最少必需提供四个operators：

　　1.increment operator：用以移往下一个元素，例如++iter。

　　2.dereference operator：用以取出真正的元素个体，例如：*iter。

　　3.equlity operator：用以判断两个iterators是否相等，例如iter1==iter2。

　　4.inequlity operator：用以判断两个iterators是否不相等，例如：iter1 ！=iter2.

　　任何一个STL container type都必须提供两个member functions：begin()和end（），传回的iterator分别指向container的第一个和最后一个元素，下面是以先前的vector<int>ivec为例，示范iterator的声明与应用：

1 vector<int> ivec;
2 ...
3 vector<int>::iterator iter = ivec.begin();
4 vector<int>::iterator iter_end = ivec.end();
5 for (; iter != iter_end; ++iter)
6 cout << *iter << endl;

　　最后的for loop 可以将ivec内部的元素全部显示到屏幕上；