STL 组件

向右看齐 2021-06-10 20:42 337阅读 0赞

STL的基本观念就是将数据和操作分离。数据由容器类别加以管理，操作则由可定制的算法加以定义。迭代器在两者之间充当粘合剂，使任何算法都可以喝任何容器交换操作。STL将数据和算法分开对待，而不是合并考虑。因此从某种意义上说，STL的概念和面向对象设计的最初思想是矛盾的。然而这么做有很重要的原因。首先，你可以将各种容器与各种算法结合起来，在很小的框架内拥有非常大的弹性。

STL提供六大组件，彼此可以组合套用：

1、  容器（Containers）：各种数据结构，如：vector、list、deque、set、map。用来存放数据。从实现的角度来看，STL容器是一种class template。

2、  算法（algorithms）：各种常用算法，如：sort、search、copy、erase。从实现的角度来看，STL算法是一种 function template。

3、  迭代器（iterators）：容器与算法之间的胶合剂，是所谓的“泛型指针”。共有五种类型，以及其他衍生变化。从实现的角度来看，迭代器是一种将 operator\*、operator->、operator++、operator- - 等指针相关操作进行重载的class template。所有STL容器都有自己专属的迭代器，只有容器本身才知道如何遍历自己的元素。原生指针(native pointer)也是一种迭代器。

4、  仿函数（functors）：行为类似函数，可作为算法的某种策略（policy）。从实现的角度来看，仿函数是一种重载了operator（）的class或class template。一般的函数指针也可视为狭义的仿函数。

5、  配接器（adapters）；一种用来修饰容器、仿函数、迭代器接口的东西。例如：STL提供的queue 和 stack，虽然看似容器，但其实只能算是一种容器配接器，因为它们的底部完全借助deque，所有操作都由底层的deque供应。改变functors接口者，称为function adapter；改变 container 接口者，称为container adapter；改变iterator接口者，称为iterator adapter。

6、  配置器（allocators）：负责空间配置与管理。从实现的角度来看，配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理、空间释放的class template。

这六大组件的交互关系：container（容器） 通过 allocator（配置器） 取得数据储存空间，algorithm（算法）通过iterator（迭代器）存取 container（容器） 内容，functor（仿函数） 可以协助 algorithm（算法） 完成不同的策略变化，adapter（配接器） 可以修饰或套接 functor（仿函数）。

附：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 容器 </td> 
 <td> 特性 </td> 
 <td> 所在头文件 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 向量vector </td> 
 <td> 可以用常数时间访问和修改任意元素，在序列尾部进行插入和删除时，具有常数时间复杂度，对任意项的插入和删除就有的时间复杂度与到末尾的距离成正比，尤其对向量头的添加和删除的代价是惊人的高的 </td> 
 <td> &lt;vector&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 双端队列deque </td> 
 <td> 基本上与向量相同，唯一的不同是，其在序列头部插入和删除操作也具有常量时间复杂度 </td> 
 <td> &lt;deque&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 表list </td> 
 <td> 对任意元素的访问与对两端的距离成正比，但对某个位置上插入和删除一个项的花费为常数时间。 </td> 
 <td> &lt;list&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 队列queue </td> 
 <td> 插入只可以在尾部进行，删除、检索和修改只允许从头部进行。按照先进先出的原则。 </td> 
 <td> &lt;queue&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 堆栈stack </td> 
 <td> 堆栈是项的有限序列，并满足序列中被删除、检索和修改的项只能是最近插入序列的项。即按照后进先出的原则 </td> 
 <td> &lt;stack&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 集合set </td> 
 <td> 由节点组成的红黑树，每个节点都包含着一个元素，节点之间以某种作用于元素对的谓词排列，没有两个不同的元素能够拥有相同的次序，具有快速查找的功能。但是它是以牺牲插入删除操作的效率为代价的 </td> 
 <td> &lt;set&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 多重集合multiset </td> 
 <td> 和集合基本相同，但可以支持重复元素具有快速查找能力 </td> 
 <td> &lt;set&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 映射map </td> 
 <td> 由{键，值}对组成的集合，以某种作用于键对上的谓词排列。具有快速查找能力 </td> 
 <td> &lt;map&gt; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 多重集合multimap </td> 
 <td> 比起映射，一个键可以对应多了值。具有快速查找能力 </td> 
 <td> &lt;map&gt; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

STL容器能力表：

![1.JPG][]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="3"> 迭代器功能 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 输入迭代器 Input iterator </td> 
 <td> 向前读 Reads forward </td> 
 <td> istream </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 输出迭代器 Output iterator </td> 
 <td> 向前写 Writes forward </td> 
 <td> ostream,inserter </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 前向迭代器 Forward iterator </td> 
 <td> 向前读写 Read and Writes forward </td> 
 <td> </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 双向迭代器 Bidirectional iterator </td> 
 <td> 向前向后读写 Read and Writes forward and backward </td> 
 <td> list,set,multiset,map,mul timap </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 随机迭代器 Random access iterator </td> 
 <td> 随机读写 Read and Write with random access </td> 
 <td> vector,deque,array,string &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[1.JPG]: /images/20210522/a3f63860013d4ec0987a8eb537a08815.png