Chapter 1 - STL 概论与版本简介

Created by : Mr Dk.

2021 / 03 / 29 14:07

Nanjing, Jiangsu, China

1.1 STL 概论

制造 可重复运用的东西，防止大量程序员被迫从事大量重复的工作。

STL 的价值：

  • 极具实用价值的零部件 + 整合的组织
  • 高层次、以泛型思维为基础的、系统化的、条理分明的 软件组件分类学

C++ 的 类 使得程序员可以自定义类型，C++ 的 模板 使得程序员可以将类型 参数化。这两个特性为 STL 的形成提供了温床。

1.2 STL 六大组件 功能与运用

  1. 容器 (containers)：各种数据结构；从实现角度看，是一种 类模板 (class template)
  2. 算法 (algorithms)：各种常用算法；从实现角度看，是一种 函数模板 (function template)
  3. 迭代器 (iterators)：泛型指针，扮演容器与算法的粘合剂；从实现角度看，是 将指针相关操作予以重载 的类模板
  4. 仿函数 (functors)：行为类似函数；从实现角度看，是 重载了 operator() 的类或类模板
  5. 适配器 (adapters)：用于修饰容器 / 仿函数 / 迭代器接口，用于暴露相同底层结构的不同功能
  6. 分配器 (allocators)：负责空间的配置与管理；从实现角度看，是实现了 动态空间分配 / 管理 / 释放 的类模板

应用 STL 时，应遵照 C++ 规范，养成良好习惯，使用 无扩展名的头文件。

1.4 HP 实现版本

Hewlett-Packard (HP) 版本是所有 STL 实现版本的始祖。每个 HP STL 头文件上都有声明，允许任何人免费使用、拷贝、修改、传播、贩卖，唯一的条件是在所有文件中加上这个声明。属于开源范畴。

/*
 *
 * Copyright (c) 1994
 * Hewlett-Packard Company
 *
 * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
 * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
 * provided that the above copyright notice appear in all copies and
 * that both that copyright notice and this permission notice appear
 * in supporting documentation.  Hewlett-Packard Company makes no
 * representations about the suitability of this software for any
 * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
 */

1.5 P.J.Plauger 实现版本

由 P.J.Plauger 开发，继承自 HP 版本，被 Visual C++ 采用。

1.6 Rouge Wave 实现版本

由 Rouge Wave 公司开发，继承自 HP 版本，被 C++Builder 采用。

1.8 SGI STL 实现版本

由 Silicon Graphics Computer Systems, Inc. 公司开发，继承自 HP 版本。每份文件内除了 HP 的声明，还有 SGI 公司的版权声明。

/*
 *
 * Copyright (c) 1994
 * Hewlett-Packard Company
 *
 * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
 * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
 * provided that the above copyright notice appear in all copies and
 * that both that copyright notice and this permission notice appear
 * in supporting documentation.  Hewlett-Packard Company makes no
 * representations about the suitability of this software for any
 * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
 *
 *
 * Copyright (c) 1996
 * Silicon Graphics Computer Systems, Inc.
 *
 * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
 * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
 * provided that the above copyright notice appear in all copies and
 * that both that copyright notice and this permission notice appear
 * in supporting documentation.  Silicon Graphics makes no
 * representations about the suitability of this software for any
 * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
 */

SGI 版本被 GCC 采用，不论是在符号命名还是编程风格上，可读性都非常高。另外，SGI 为了具有高度移植性，考虑了不同编译器的不同编译能力。

1.9 可能令你困惑的 C++ 语法

1.9.2 临时对象的产生与使用

即所谓 匿名对象，STL 最常将此技巧应用于仿函数与算法的搭配上，比如 greater<int>()。greater<int> 实际上是一个仿函数类。greater<int>() 就是该仿函数类的一个临时对象。

1.9.4 increament / decrement / dereference 操作符

迭代器必须实现 前进 (重载 operator++) 和 取值 (重载 operator*) 两个功能，前进功能还要细分为前缀式和后缀式。对于有些支持双向移动的迭代器，还要具备 后退 (重载 operator--) 的功能。

1.9.5 前闭后开区间表示法 [)

任何一个 STL 算法都要获得以一对迭代器指示的区间，以表示操作范围。迭代器表示的是一个 左闭右开区间。[first, last) 指示从 first 到 last-1 的元素，last 表示 最后一个元素的下一个位置。这种偏移一格的表示方法带来了许多方便。

1.9.6 function call 操作符 (operator())

需要有一种特殊的东西来表达 一组操作，在 C 语言中，只能使用函数指针来实现，缺点是无法持有自己的状态，且不能达成可适配性。在 STL 中，以 仿函数 来实现这种功能。仿函数特指 对某个类进行 operator() 重载。通过将仿函数实例化为一个临时对象，就能方便地描述一个操作。