STL是最新的C++標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)中的一個(gè)子集，這個(gè)龐大的子集占據(jù)了整個(gè)庫(kù)的大約80%的分量。而作為在實(shí)現(xiàn)STL過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色的模板則充斥了幾乎整個(gè)C++標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)。在這里，我們有必要看一看C++標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)里包含了哪些內(nèi)容，其中又有哪些是屬于標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（即STL）的。

C++標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)為C++程序員們提供了一個(gè)可擴(kuò)展的基礎(chǔ)性框架。我們從中可以獲得極大的便利，同時(shí)也可以通過(guò)繼承現(xiàn)有類，自己編制符合接口規(guī)范的容器、算法、迭代子等方式對(duì)之進(jìn)行擴(kuò)展。它大致包含了如下幾個(gè)組件：

C標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，基本保持了與原有C語(yǔ)言程序庫(kù)的良好兼容，盡管有些微變化。人們總會(huì)忍不住留戀過(guò)去的美好歲月，如果你曾經(jīng)是一個(gè)C程序員，對(duì)這一點(diǎn)一定體會(huì)頗深?；蛟S有一點(diǎn)會(huì)讓你覺(jué)得奇怪，那就是在C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中存在兩套C的函數(shù)庫(kù)，一套是帶有.h擴(kuò)展名的（比如<stdio.h>），而另一套則沒(méi)有（比如<cstdio>）。它們確實(shí)沒(méi)有太大的不同。

語(yǔ)言支持（language support）部分，包含了一些標(biāo)準(zhǔn)類型的定義以及其他特性的定義，這些內(nèi)容，被用于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的其他地方或是具體的應(yīng)用程序中。

診斷（diagnostics）部分，提供了用于程序診斷和報(bào)錯(cuò)的功能，包含了異常處理（exception handling），斷言（assertions），錯(cuò)誤代碼（error number codes）三種方式。

通用工具（general utilities）部分，這部分內(nèi)容為C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的其他部分提供支持，當(dāng)然你也可以在自己的程序中調(diào)用相應(yīng)功能。比如：動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理工具，日期/時(shí)間處理工具。記住，這里的內(nèi)容也已經(jīng)被泛化了（即采用了模板機(jī)制）。

字符串（string）部分，用來(lái)代表和處理文本。它提供了足夠豐富的功能。事實(shí)上，文本是一個(gè)string對(duì)象，它可以被看作是一個(gè)字符序列，字符類型可能是char，或者wchar_t等等。string可以被轉(zhuǎn)換成char*類型，這樣便可以和以前所寫(xiě)的C/C++代碼和平共處了。因?yàn)槟菚r(shí)侯除了 char*，沒(méi)有別的。

國(guó)際化（internationalization）部分，作為OOP特性之一的封裝機(jī)制在這里扮演著消除文化和地域差異的角色，采用locale和facet可以為程序提供眾多國(guó)際化支持，包括對(duì)各種字符集的支持，日期和時(shí)間的表示，數(shù)值和貨幣的處理等等。畢竟，在中國(guó)和在美國(guó)，人們表示日期的習(xí)慣是不同的。

容器（containers）部分，STL的一個(gè)重要組成部分，涵蓋了許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如前面曾經(jīng)提到的鏈表，還有：vector（類似于大小可動(dòng)態(tài)增加的數(shù)組）、queue（隊(duì)列）、stack（堆棧）……。string 也可以看作是一個(gè)容器，適用于容器的方法同樣也適用于string。現(xiàn)在你可以輕松的完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的家庭作業(yè)了。

算法（algorithms）部分，STL的一個(gè)重要組成部分，包含了大約70個(gè)通用算法，用于操控各種容器，同時(shí)也可以操控內(nèi)建數(shù)組。比如：find用于在容器中查找等于某個(gè)特定值的元素，for_each用于將某個(gè)函數(shù)應(yīng)用到容器中的各個(gè)元素上，sort用于對(duì)容器中的元素排序。所有這些操作都是在保證執(zhí)行效率的前提下進(jìn)行的，所以，如果在你使用了這些算法之后程序變得效率底下，首先一定不要懷疑這些算法本身，仔細(xì)檢查一下程序的其他地方。

迭代器（iterators）部分，STL的一個(gè)重要組成部分，如果沒(méi)有迭代器的撮合，容器和算法便無(wú)法結(jié)合的如此完美。事實(shí)上，每個(gè)容器都有自己的迭代器，只有容器自己才知道如何訪問(wèn)自己的元素。它有點(diǎn)像指針，算法通過(guò)迭代器來(lái)定位和操控容器中的元素。

數(shù)值（numerics）部分，包含了一些數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，提供了復(fù)數(shù)運(yùn)算的支持。

輸入/輸出（input/output）部分，就是經(jīng)過(guò)模板化了的原有標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的iostream部分，它提供了對(duì)C++程序輸入輸出的基本支持。在功能上保持了與原有iostream的兼容，并且增加了異常處理的機(jī)制，并支持國(guó)際化（internationalization）。

總體上，在C++標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)中，STL主要包含了容器、算法、迭代器。string也可以算做是STL的一部分。

 

STL和GP，GP和OOP

正如前面所提到的，在STL的背后蘊(yùn)含著泛型化程序設(shè)計(jì)（GP）的思想，在這種思想里，大部分基本算法被抽象，被泛化，獨(dú)立于與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于以相同或相近的方式處理各種不同情形。這一思想和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想（OOP）不盡相同，因?yàn)?，在OOP中更注重的是對(duì)數(shù)據(jù)的抽象，即所謂抽象數(shù)據(jù)類型（Abstract Data Type），而算法則通常被附屬于數(shù)據(jù)類型之中。幾乎所有的事情都可以被看作類或者對(duì)象（即類的實(shí)例），通常，我們所看到的算法被作為成員函數(shù)（member function）包含在類（class）中，類和類則構(gòu)成了錯(cuò)綜復(fù)雜的繼承體系。

盡管在象C++這樣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，你還可以用全局函數(shù)來(lái)表示算法，但是在類似于Java這樣的純面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言中，全局函數(shù)已經(jīng)被"勒令禁止"了。因此，用Java來(lái)模擬GP思想是頗為困難的。如果你對(duì)前述的STL歷史還有印象的話，應(yīng)該記得Alexander Stepanove也曾用基于OOP的語(yǔ)言嘗試過(guò)實(shí)現(xiàn)GP思想，但是效果并不好，包括沒(méi)有引入模板之前的C++語(yǔ)言。站在巨人的肩膀上，我們可以得出這樣的結(jié)論，在OOP中所體現(xiàn)的思想與GP的思想確實(shí)是相異的。C++并不是一種純面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它的絕妙之處，就在于既滿足了OOP，又成全了 GP。對(duì)于后者，模板立下了汗馬功勞。另外，需要指出的是，盡管GP和OOP有諸多不同，但這種不同還不至于到"水火不容"的地步。并且，在實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候，兩者的結(jié)合使用往往可以使問(wèn)題的解決更為有效。作為GP思想實(shí)例的STL本身便是一個(gè)很好的范例，如果沒(méi)有繼承，不知道STL會(huì)是什么樣子，似乎沒(méi)有人做過(guò)這樣的試驗(yàn)。

STL的不同實(shí)現(xiàn)版本

相信你對(duì)STL的感性認(rèn)識(shí)應(yīng)該有所提高了，是該做一些實(shí)際的工作了，那么我們首先來(lái)了解一下STL的不同實(shí)現(xiàn)版本。ANSI/ISO C++文件中的STL是一個(gè)僅被描述在紙上的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于諸多C++編譯器而言，需要有各自實(shí)際的STL，它們或多或少的實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)中所描述的內(nèi)容，這樣才能夠?yàn)槲覀兯?。之所以有不同的?shí)現(xiàn)版本，則存在諸多原因，有歷史的原因，也有各自編譯器生產(chǎn)廠商的原因。以下是幾個(gè)常見(jiàn)的STL實(shí)現(xiàn)版本。

1.4.1 HP STL

HP STL是所有其它STL實(shí)現(xiàn)版本的根源。它是STL之父Alexander Stepanov在惠普的Palo Alto實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，和Meng Lee共同完成的，是第一個(gè)STL的實(shí)現(xiàn)版本（參見(jiàn)1.2節(jié)）。這個(gè)STL是開(kāi)放源碼的，所以它允許任何人免費(fèi)使用、復(fù)制、修改、發(fā)布和銷售該軟件和相關(guān)文檔，前提是必須在所有相關(guān)文件中加入HP STL的版本信息和授權(quán)信息。現(xiàn)在已經(jīng)很少直接使用這個(gè)版本的STL了。

1.4.2 P.J. Plauger STL

P. J. Plauger STL屬于個(gè)人作品，由P. J. Plauger本人實(shí)現(xiàn)，是HP STL的一個(gè)繼承版本，因此在其所有頭文件中都含有HP STL的相關(guān)聲明，同時(shí)還有P. J. Plauger本人的版權(quán)聲明。P. J. Plauger是標(biāo)準(zhǔn)C中stdio庫(kù)的早期實(shí)現(xiàn)者，現(xiàn)在是C/C++ User's Journal的主編，與Microsoft保持著良好的關(guān)系。P. J. Plauger STL便是被用于Microsoft的Visual C++中的。在Windows平臺(tái)下的同類版本中，其性能不錯(cuò)，但是queue組件（隊(duì)列，一種容器）的效率不理想，同時(shí)由于Visual C++對(duì)C++語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的支持不是很好（至少直到VC6.0為止，還是如此），因此一定程度上影響了P. J. Plauger STL的性能。此外，該版本的源代碼可讀性較差，你可以在VC的Include子目錄下找到所有源文件（比如：C:/Program Files/Microsoft Visual Studio/VC98/Include）。因?yàn)椴皇情_(kāi)放源碼的（open source），所以這些源代碼是不能修改和銷售的，目前P.J. Plauger STL由Dinkumware公司提供相關(guān)服務(wù)，詳情請(qǐng)見(jiàn)http://www.。據(jù)稱Visual Studio.NET中的Visual C++.NET（即VC7.0），對(duì)C++標(biāo)準(zhǔn)的支持有所提高，并且多了以哈希表（hash table）為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)的map容器，multimap容器和set容器。

1.4.3 Rouge Wave STL

Rouge Wave STL是由Rouge Wave公司實(shí)現(xiàn)的，也是HP STL的一個(gè)繼承版本，除了HP STL的相關(guān)聲明之外，還有Rouge Wave公司的版權(quán)聲明。同時(shí)，它也不是開(kāi)放源碼的，因此無(wú)法修改和銷售。該版本被Borland C++ Builder所采用，你可以在C++ Builder的Include子目錄下找到所有頭文件（比如：C:/Program Files/Borland/Cbuilder5/Include）。盡管Rouge Wave STL的性能不是很好，但由于C++ Builder對(duì)C++語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的支持還算不錯(cuò)，使其表現(xiàn)在一定程度上得以改善。此外，其源代碼的可讀性較好。可以從如下網(wǎng)站得到更詳細(xì)的情況介紹： http://www.。遺憾的是該版本已有一段時(shí)間沒(méi)有更新且不完全符合標(biāo)準(zhǔn)。因此在Borland C++ Builder 6.0中，它的地位被另一個(gè)STL的實(shí)現(xiàn)版本--STLport（見(jiàn)后）取代了。但是考慮到與以前版本的兼容，C++ Builder 6.0還是保留了Rouge Wave STL，只是如果你想查看它的源代碼的話，需要在別的目錄中才能找到（比如：C:/Program Files/Borland/Cbuilder6/Include/oldstl）。

1.4.4 STLport

STLport最初源于俄國(guó)人Boris Fomitchev的一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，主要用于將SGI STL的基本代碼移植到其他諸如C++Builder或者是Visual C++這樣的主流編譯器上。因?yàn)镾GI STL屬于開(kāi)放源碼，所以STLport才有權(quán)這樣做。目前STLport的最新版本是4.5?？梢詮娜缦戮W(wǎng)站得到更詳細(xì)的情況介紹：//www.stlport.org，可以免費(fèi)下載其源代碼。STLport已經(jīng)被C/C++技術(shù)委員會(huì)接受成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且在許多平臺(tái)上都支持。根據(jù)測(cè)試STLport的效率比VC中的STL要快。比Rouge Wave STL更符合標(biāo)準(zhǔn)，也更容易移植。Borland C++ Builder已經(jīng)在其6.0版中加入了對(duì)STLport的支持，它使用的STLport就是4.5版的，C++ Builder 6.0同時(shí)還提供了STLport的使用說(shuō)明。你可以在C++ Builder的Include/Stlport子目錄下找到所有頭文件（比如：C:/Program Files/Borland/Cbuilder6/Include/Stlport）。

1.4.5 SGI STL

SGI STL是由Silicon Graphics Computer System, Inc公司實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)計(jì)者和編寫(xiě)者包括Alexander Stepanov和Matt Austern，同樣它也是HP STL的一個(gè)繼承版本。它屬于開(kāi)放源碼，因此你可以修改和銷售它。SGI STL被GCC（linux下的C++編譯器）所采用，你可以在GCC的Include子目錄下找到所有頭文件（比如：C:/cygnus/cygwin -b20/include/g++/include）。由于GCC對(duì)C++語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的支持很好，SGI STL在linux平臺(tái)上的性能相當(dāng)出色。此外，其源代碼的可讀性也很好?？梢詮娜缦戮W(wǎng)站得到更詳細(xì)的情況介紹：http://www.，可以免費(fèi)下載其源代碼。目前的最新版本是3.3。