輕輕松松學(xué)習(xí)C++ 標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)STL

作為C++(C++培訓(xùn) )++標(biāo)準(zhǔn)不可缺少的一部分，STL應(yīng)該是滲透在C++程序的角角落落里的。STL不是實(shí)驗(yàn)室里的寵兒，也不是程序員桌上的擺設(shè)，她的激動(dòng)人心并非曇花一現(xiàn)。本教程旨在傳播和普及STL的基礎(chǔ)知識(shí)，若能借此機(jī)會(huì)為STL的推廣做些力所能及的事情，到也是件讓人愉快的事情。

初識(shí)STL：解答一些疑問(wèn)

1.1 一個(gè)最關(guān)心的問(wèn)題：什么是STL

"什么是STL?"，假如你對(duì)STL還知之甚少，那么我想，你一定很想知道這個(gè)問(wèn)題的答案，坦率地講，要指望用短短數(shù)言將這個(gè)問(wèn)題闡述清楚，也決非易事。因此，如果你在看完本節(jié)之后還是覺(jué)得似懂非懂，大可不必著急，在閱讀了后續(xù)內(nèi)容之后，相信你對(duì)STL的認(rèn)識(shí)，將會(huì)愈加清晰、準(zhǔn)確和完整。不過(guò)，上述這番話聽(tīng)起來(lái)是否有點(diǎn)像是在為自己糟糕的表達(dá)能力開(kāi)脫罪責(zé)呢?:)

不知道你是否有過(guò)這樣的經(jīng)歷。在你準(zhǔn)備著手完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)老師所布置的家庭作業(yè)時(shí)，或者在你為你所負(fù)責(zé)的某個(gè)軟件項(xiàng)目中添加一項(xiàng)新功能時(shí)，你發(fā)現(xiàn)需要用到一個(gè)鏈表(List)或者是映射表(Map)之類的東西，但是手頭并沒(méi)有現(xiàn)成的代碼。于是在你開(kāi)始正式考慮程序功能之前，手工實(shí)現(xiàn)List或者M(jìn)ap 是不可避免的。于是……，最終你順利完成了任務(wù)?；蛟S此時(shí)，作為一個(gè)具有較高素養(yǎng)的程序員的你還不肯罷休(或者是一個(gè)喜歡偷懶的優(yōu)等生:)，因?yàn)槟銜?huì)想到，如果以后還遇到這樣的情況怎么辦?沒(méi)有必要再做一遍同樣的事情吧!

如果說(shuō)上述這種情形每天都在發(fā)生，或許有點(diǎn)夸張。但是，如果說(shuō)整個(gè)軟件領(lǐng)域里，數(shù)十年來(lái)確實(shí)都在為了一個(gè)目標(biāo)而奮斗--可復(fù)用性(reusability)，這看起來(lái)似乎并不夸張。從最早的面向過(guò)程的函數(shù)庫(kù)，到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，到各種組件技術(shù)(如：COM、EJB)，到設(shè)計(jì)模式(design pattern)等等。而STL也在做著類似的事情，同時(shí)在它背后蘊(yùn)涵著一種新的程序設(shè)計(jì)思想--泛型化設(shè)計(jì)(generic programming)。

繼續(xù)上面提到的那個(gè)例子，假如你把List或者map完好的保留了下來(lái)，正在暗自得意。且慢，如果下一回的List里放的不是浮點(diǎn)數(shù)而是整數(shù)呢?如果你所實(shí)現(xiàn)的Map在效率上總是令你不太滿意并且有時(shí)還會(huì)出些bug呢?你該如何面對(duì)這些問(wèn)題?使用STL是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，確實(shí)如此，STL可以漂亮地解決上面提到的這些問(wèn)題，盡管你還可以尋求其他方法。

說(shuō)了半天，到底STL是什么東西呢?

STL(Standard Template Library)，即標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)，是一個(gè)具有工業(yè)強(qiáng)度的，高效的C++程序庫(kù)。它被容納于C++標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)(C++ Standard Library)中，是ANSI/ISO C++標(biāo)準(zhǔn)中最新的也是極具革命性的一部分。該庫(kù)包含了諸多在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域里所常用的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本算法。為廣大C++程序員們提供了一個(gè)可擴(kuò)展的應(yīng)用框架，高度體現(xiàn)了軟件的可復(fù)用性。這種現(xiàn)象有些類似于Microsoft Visual C++中的MFC(Microsoft Foundation Class Library)，或者是Borland C++ Builder中的VCL(Visual Component Library)，對(duì)于此二者，大家一定不會(huì)陌生吧。

從邏輯層次來(lái)看，在STL中體現(xiàn)了泛型化程序設(shè)計(jì)的思想(generic programming)，引入了諸多新的名詞，比如像需求(requirements)，概念(concept)，模型(model)，容器(container)，算法(algorithmn)，迭代子(iterator)等。與OOP(object-oriented programming)中的多態(tài)(polymorphism)一樣，泛型也是一種軟件的復(fù)用技術(shù)。

從實(shí)現(xiàn)層次看，整個(gè)STL是以一種類型參數(shù)化(type parameterized)的方式實(shí)現(xiàn)的，這種方式基于一個(gè)在早先C++標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有出現(xiàn)的語(yǔ)言特性--模板(template)。如果查閱任何一個(gè)版本的STL源代碼，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，模板作為構(gòu)成整個(gè)STL的基石是一件千真萬(wàn)確的事情。除此之外，還有許多C++的新特性為STL的實(shí)現(xiàn)提供了方便。

不知你對(duì)這里一下子冒出這么多術(shù)語(yǔ)做何感想，希望不會(huì)另你不愉快。假如你對(duì)它們之中的大多數(shù)不甚了解，敬請(qǐng)放心，在后續(xù)內(nèi)容中將會(huì)對(duì)這些名詞逐一論述。正如開(kāi)頭所提到的。

有趣的是，對(duì)于STL還有另外一種解釋--STepanov & Lee，前者是指Alexander Stepanov，STL的創(chuàng)始人;而后者是Meng Lee，她也是使STL得以推行的功臣，第一個(gè)STL成品就是他們合作完成的。這一提法源自1995年3月，Dr.Dobb’s Journal特約記者, 著名技術(shù)書(shū)籍作家Al Stevens對(duì)Alexander Stepanov的一篇專訪。