第一章 STL概论与版本简介
1.1 STL概论
为了复用性的提升，为了建立数据结构和算法的一套标准，并且降低其间的耦合（coupling）关系以提升各自的独立性、弹性、交互操作性（interoperability），C++社群里面诞生了STL。
STL的价值
- 低层次
- 一套极具实用价值的零部件
- 一个整合的组织
- 高层次
- 以泛型思维（Generic Paradigm）为基础、系统化的、条理分明的“软件组件分类学（componens taxonomy）”
- 具体叙述了抽象概念并加以系统化
1.1.1 STL的历史
STL由Alexander Stepanov创造于1979年前后，这也正是Bjarne Stroustrup创造C++的年代。第一个支持泛型概念的语言是Ada。当时C++尚未导入template性质，但C++允许程序员通过指针以极佳弹性处理内存，这一点正是既要求一般化（泛型）又不失效能的一个重要关键。
Alexander在AT&T实验室以及惠普公司的帕罗奥图实验室，分别实验了多种架构和算法公式，先以C完成，而后再以C++完成。1992年Meng Lee加入Alex的项目，成为STL的另一位主要贡献者。
贝尔（Bell）实验室的Andrew Koening于1993年知道这个研究计划后，邀请Alexander于11月ANSI/ISO C++标准委员会会议上展现其观念。并于次年夏天的Waterloo（滑铁卢）会议开幕前，完成正式提案，并以压倒性多数一举让这个巨大的计划成为C++标准规格的一部分。
1.1.2 STL与C++标准程序库
1993年9月，Alexander Stepanov和他一手创建的STL，与C++标准委员会有了第一次接触。
1994年1月6日Alexander收到Andy Koening（C++标准委员会成员，当时的C++ Standard文件审核编辑）来信，言明如果希望STL成为C++标准程序库的一部分，可于1994年1月25日之前送交一份提案报告到委员会。
1994年3月圣地亚哥会议。STL在会议上取得很好的回响，但也有反对意见。主要反对意见是C++即将完成最终草案，而STL却是如此庞大，似乎有点时不我予。
然后就是Waterloo会议，80%赞成20%反对，终于进入C++标准化的正式流程，并成为1998年9月定案的C++标准规格中的一大派系。原有的C++程序库，如stream，string等也都以template重新写过。
1.2 STL六大组件 功能与运用
STL提供六大组件，彼此可以组合套用：
- 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。就体积而言，这一部分很像冰山在海面下的比率。
- 算法（algorithms）：个中国常用算法如sort，search，copy，erase……。从实现角度来看，STL算法是一种 function template。
- 迭代器（iterators）：扮演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。从实现角度看，迭代器是一种将operator*，operator->，operator++，operater–等指针相关操作予 以重载的class template。所有STL容器都附带有自己专属的迭代器。原生指针也是一种迭代器。
- 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，一般函数指针可视为狭义的仿函数。
- 配接器（adapters）： 一种用来修饰容器（containers）或仿函数（functors）或迭代器（iterators）接口的东西。例如STL提供的queue和stack，虽然看似容器，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。
- 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。
由于STL已经成为C++标准程序库的大脉系，目前所有C++编译器一定支持有一份STL，在C++头文件（headers）中，按照C++ Standard 的规定，所有标准文件都不再有扩展名，某些STL版本同时存在具有扩展名和无扩展名的两份文件。某些只存在具扩展名的头文件。某些STL版本不仅有一线装配，还有二线装配，例如GNU C++的SGI版本不但有一线的<vector.h>和,还有二线的<stl_vector.h>
1.3 GNU源代码的开放精神
全世界所有的STL实现版本，都源于Alexander Stepanov 和 Meng Lee完成的原始版本，这份原始版本由Hewlett-Packard Company（惠普公司）拥有。每一个头文件都有一份声明，允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、贩卖这些代码，无需付费，唯一的条件是必须将该份声明置于使用者新开发的文件内。
开源精神（open source）源于美国人Richard Stallman（理查德·史托曼）。他于1984年离开麻省理工学院，创立自由软件基金会（Free Software Foundation，简称FSF），写下著名的GNU宣言（GNU Manifesto）。
GNU这个名称代表GNU is Not Unix。
GNU计划中，早期最著名的软件包括Emacs和GCC，前者是Stallman开发的一个非常灵活的文本编译器，后者是一个C/C++编译器。GNU计划晚近的著名软件则是1991年由芬兰人Linus Torvalds开发的Linux操作系统。
GNU以所谓的GPL（General Public License，广泛开放授权）来保护其成员，甚至被称为反版权（copyleft）。
自1999年起，EGCS（Experimental/Enhanced GNU Compiler System）正式成为唯一的GCC官方维护机构。
1.4 HP实现版本
属于open source，但不属于GNU GPL范畴。
1.5 P.J.Plauger实现版本
P.J.Plauger版本由P.J.Plauger开发，继承自HP版本，除了HP版本声明还加上了P.J.Plauger的个人版权声明。这个版本不属于open source范畴，更不是GNU GPL。
P.J.Plauger版本被Virtual C+采用，可以在“include”子目录下找到所有的STL头文件，但是不能公开它或修改它或甚至贩卖它。
1.6 Rouge Wave实现版本
被C++ Builder采用，不属于open source范畴。
1.7 STLport实现版本
1.8 SGI STL实现版本
SGI版本被GCC采用，可以在GCC的“include”子目录下找到所有STL头文件。
1.8.1 GNU C++ headers文件分布
共128个文件
1.8.2 SGI STL文件分布与简介
- C++标准规范下的C头文件（无扩展名），例如 cstdio，cstdlib，cstring
- C++标准程序库中不属于STL范畴者，例如Stream，string……相关文件。
- STL标准头文件（无扩展名），例如 vector，deque，list，map，algorithm，functional……
- C++ Standard定案前，HP所规范的STL头文件，例如 vector.h，deque.h，list.h，map.h，algo.h，functon.h……
- SGI STL 内部文件（STL真正实现于此），例如stl_vector.h，stl_deque.h，stl_list.h,stl_map.h,stl_algo.h,stl_function.h……
其中后三组头文件详细列表于下
（1） STL标准头文件（无扩展名）
| 文件名（按字母排序） | 本书章节 | 说明 |
|---|---|---|
| algorithm | ref.<stl_algorithm.h> |
|
| deque | ref.<stl_deque.h> |
|
| functional | ref.<stl_function.h> |
|
| hash_map | ref.<stl_hash_map.h> |
|
| hash_set | ref.<stl_hash_set.h> |
|
| iterator | ref.<stl_iterator.h> |
|
| list | ref.<stl_list.h> |
|
| map | ref.<stl_nap.h> |
|
| memory | 3.2 | 定义auto_ptr,幷包含<stl_algobase.h>,<stl_alloc.h>,<stl_construct.h>,<stl_tempbuf.h>,<stl_uninitialized.h>,<stl_raw_storage_iter.h> |
| numeric | ref.<stl_numeric.h> |
|
| pthread_alloc | N/A | 与pthread相关node allocator |
| queue | ref.<stl_queue.h> |
|
| rope | ref.<stl_rope.h> |
|
| set | ref.<stlset.h> |
|
| slist | ref.<stl_slist.h> |
|
| stack | ref.<stl_stack.h> |
|
| utility | 包含<stl_relops.h>,<stl_pair.h> |
|
| vector | ref.<stl_vector.h> |
(2) C++ Standard定案前，HP规范的STL文件名（扩展名.h）
| 文件名(按字母排序) | 本书章节 | 说明 |
|---|---|---|
| complex.h | N/A | 复数,包含<complex>包含STL标准头文件 <algorithm>,<br><deque>,<functional>,<iterator>,<list>,<map>,<memory>,<numeric>,<set>,<stack>,<utility>,<vectory> |
| type_traits.h | 3.7 | SGI 独特的type-traits技法 |
| algo.h | ref.<stl_algo.h> |
|
| algobase.h | ref.<stl_algobase.h> |
|
| alloc.h | ref.<stl_alloc.h> |
|
| bvector.h | ref.<stl_bvector.h> |
|
| defalloc | 2.2.1 | 标准空间配置器std::allocator, 不建议使用 |
| deque.h | ref.<stl_deque.h> |
|
| function.h | ref.<stl_function.h> |
|
| hash_map.h | ref.<stl_hash_map.h> |
|
| hash_set.h | ref.<stl_hash_set.h> |
|
| hashtable.h | ref.<stl_hashtable.h> |
|
| heap.h | ref.<stl_heap.h> |
|
| iterator.h | ref.<stl_iterator.h> |
|
| list.h | ref<stl_list.h> |
|
| map.h | ref.<stl_map.h> |
|
| multimap.h | ref.<stl_multimap.h> |
|
| multiset.h | ref.<stl_multiset.h> |
|
| pair.h | ref.<stl_pair.h> |
|
| pthread_alloc.h | N/A | #include <pthread_alloc> |
| rope.h | ref.<stl_rope.h> |
|
| set.h | ref.<stl_set.h> |
|
| slist.h | ref.<stl_set.h> |
|
| stack.h | ref.<stl_stack.h> |
|
| tempbuf.h | ref.<stl_tempbuf.h> |
|
| tree.h | ref.<stl_tree.h> |
|
| vector.h | ref.<stl_vector.h> |
(3) SGI STL 内部私用文件（SGI STL真正实现于此）
| 文件名（按字母排序） | 本书章节 | 说明 |
|---|---|---|
| stl_algo.h | 6 | 算法（数值类除外） |
| stl_algobase.h | 6.4 | 基本算法swap,min,max,copy, copy_backword,copy_n,fill, fill_n,mismath,equal, lexicograph,cal_compare |
| stl_alloc.h | 2 | 空间配置器std::alloc |
| stl_bvector.h | N/A | bit_vector(类似标准的bitset) |
| stl_config.h | 1.9.1 | 针对各家编译器特性定义各种环节变量 |
| stl_construct.h | 2.2.3 | 构造/析构基本工具 (construct(),destroy()) |
| stl_deque.h | 4.4 | deque(双向开口的queue) |
| stl_function.h | 7 | 函数对象（function object） 或称仿函数（functor） |
| stl_hash_fun.h | 5.6.7 | hash function |
| stl_hash_map.h | 5.8 | 以hast-table完成之map，multimap |
| stl_hash_set.h | 5.7 | 以hast-table完成之set，multiset |
| stl_hashtable.h | 5.6 | hast-table(杂凑表) |
| stl_iterator.h | 3.8.4 8.5 | 迭代器及其相关配接器，并定义迭代器 常用函数advance（），distance（） |
| stl_list.h | 4.3 | list(串行，双向) |
| stl_map.h | 5.3 | map(映象表) |
| stl_multimap.h | 5.5 | multi-map(多键映象表) |
| stl_multiset.h | 5.4 | multi-set(多键集合) |
| stl_numeric.h | 6.3 | 数值类算法：accumulate， inner_product,partial_sum, adjacent_difference,power, iota |
| stl_pair.h | 5.4 | pair(成对组合) |
| stl_queue.h | 4.6 | queue(队列) |
| stl_raw_storage_iter.h | N/A | 定义raw_storage_iterator (一种 OutputIterator) |
| stl_rope.h | N/A | 大型（巨量规模）的字符串 |
| stl_set.h | 5.2 | set(集合) |
| stl_slist.h | 4.9 | single list（单向串行） |
| stl_stack.h | 4.5 | stack(堆栈) |
| stl_tempbuf.h | N/A | 定义temporary_buffer class, 应用于 <stl_algo.h> |
| stl_tree.h | 5.1 | Red Black tree(红黑树) |
| stl_uninitialized.h | 2.3 | 内存管理基本工具: uninitialized_copy, uninitialized_fill, uninitialized_fill_n. |
| stl_vector.h | 4.2 | vector(向量) |
1.8.3 SGI STL的编译器组态设置（configuration）
不同的编译器对C++语言的支持程度不同，准备了一个环境组态文件<stl_config.h>,其中定义了许多常量来标示某些组态成立与否。所有STL头文件都会包含这个组态文件，并以条件写法让预编译器根据常量取舍哪一段程序代码。