STL 标准模板库的组成

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，就体积而言，这一部分很像冰山在海角下的比率。

  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）：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。从实现的角度来看，迭代器是一种将operator*，operator->，operator++，operator–等指针相关操作予以重载的class template。所以STL容器都附带有自己专属的迭代器——是的，只有容器设计者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operateor[]的class或class template。一般函数指针可视为狭义的仿函数。

  5. 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，改变functor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）。

C++ 标准库的组成

  • 下述说明指的是经典的 C++98标准

C++标准库的内容总共在50个 标准头文件中定义，其中18个 提供了C库的功能，所有头文件都没有扩展名. 分为10 类：C1.语言支持 C2.输入/输出 C3.诊断 C4.一般工具 C5.字符串 C6.容器 C7.迭代器支持 C8.算法 C9.数值操作 C10.本地化

  1. 语言支持
库文件 描述
<cstddef> 定义宏NULL和offsetof以及其它标准类型size_t和ptrdiff_t. 与对应的标准C头文件的区别是，NULL是C++空指针常量的补充定义(C++11中已有关键字nullptr），宏offsetof接受结构或者联合类型参数，只要没有成员指针类型的非静态成员即可.
<limits> 提供与基本数据类型相关的定义. 例如，对于每个数值数据类型，它定义了可以表示出来的最大值和最小值以及二进制数字的位数.
<climits> 提供与基本整数数据类型相关的C样式定义，C++样式定义在<limits>中.
<cfloat> 提供与基本浮点型数据类型相关的C样式定义，C++样式定义在<limits>中.
<cstdlib> 提供支持程序启动和终止的宏和函数，还声明了许多其他杂项函数，例如搜索和排序函数，从字符串转换为数值等函数. <cstdlib>与对应的标准C头文件stdlib.h不同，定义了abort(void). abort()函数还有额外的功能，它不为静态或自动对象调用析构函数，也不调用传给atexit()函数的函数. 它还定义了exit()函数的额外功能，可以释放静态对象，以注册的逆序调用用atexit()注册的函数. 清除并关闭所有打开的C流，把控制权返回给主机环境.
<new> 支持动态内存分配.
<typeinfo> 支持变量在运行期间的类型标识.
<exception> 支持异常处理，是处理程序中可能发生的错误的一种方式.
<cstdarg> 支持接受数量可变的参数的函数. 即在调用函数时，可以给函数传送数量不等的数据项. 定义了宏va_arg、va_end、va_start以及va_list类型.
<csetjmp> 为C样式的非本地跳跃提供函数，在C++中不常用.
<csignal> 为中断处理提供C样式支持.
  1. 流输入/输出
库文件 描述
<iostream> 支持标准流cin、cout、cerr和clog的输入和输出，还支持多字节字符标准流wcin、wcout、wcerr和wclog.
<iomanip> 提供操纵程序，允许改变流的状态，从而改变输出的格式.
<ios> 定义iostream的基类.
<istream> 为管理输出流缓存区的输入定义模板类.
<ostream> 为管理输出流缓存区的输出定义模板类.
<sstream> 支持字符串的流输入输出.
<fstream> 支持文件的流输入输出.
<iosfwd> 为输入输出对象提供向前的声明.
<streambuf> 支持流输入和输出的缓存.
<cstdio> 为标准流提供C样式的输入和输出.
<cwchar> 支持多字节字符的C样式输入输出.
  1. 诊断功能
库文件 描述
<stdexcept> 定义标准异常
<cassert> 定义断言宏，用于运行时检查
<cerrno> 支持C样式的错误信息
  1. 工具函数
库文件 描述
<utility> 定义重载的关系运算符，简化关系运算符的写入，还定义了pair类型，pair类型是一种模板类型，可以存储一对值
<functional> 定义了许多函数对象类型和支持函数对象的功能，函数对象是支持operator()()函数调用运算符的任意对象
<memory> 给容器、管理内存的函数和auto_ptr模板类定义标准内存分配器
<ctime> 支持系统时钟函数
  1. 字符串处理
库文件 描述
<string> 为字符串类型提供支持和定义，包括单字节字符串(由char组成)的string和多字节字符串(由wchar_t组成)
<cctype> 单字节字符类别
<cwctype> 多字节字符类别
<cstring> 为处理非空字节序列和内存块提供函数。不同于对应的标准C库头文件，C样式字符串的一般C库函数被返回值为const和非const的函数对替代
<cwchar> 为处理、执行I/O和转换多字节字符序列提供函数，不同于对应的标准C库头文件，几个多字节C样式字符串操作的一般C库函数被返回值为const和非const的函数对替代
<cstdlib> 为把单字节字符串转换为数值、在多字节字符和多字节字符串之间转换提供函数
  1. 容器类模板
库文件 描述
<vector> 定义vector序列模板，是一个大小可以重新设置的数组类型，比普通数组更安全、更灵活
<list> 定义list序列模板，是一个序列的链表，常常在任意位置插入和删除元素
<deque> 定义deque序列模板，支持在开始和结尾的高效插入和删除操作
<queue> 为队列(先进先出)数据结构定义序列适配器queue和priority_queue
<stack> 为堆栈(后进先出)数据结构定义序列适配器stack
<map> map是一个关联容器类型，允许根据键值是唯一的，且按照升序存储。multimap类似于map，但键不是唯一的
<set> set是一个关联容器类型，用于以升序方式存储唯一值。multiset类似于set，但是值不必是唯一的
<bitset> 为固定长度的位序列定义bitset模板，它可以看作固定长度的紧凑型bool数组
<array> （TR1）固定大小数组，支持复制
<forward_list> （c++11）单向列表，支持快速随机访问
<unordered_set> （TR1)无序容器set，其元素随机存放。multiset类似于set，但是值不必是唯一的
<unordered_map> （TR1)无序容器map，其键值随机存放。multimap类似于map，但键不是唯一的
  1. 迭代器
库文件 描述
<iterator> 给迭代器提供定义和支持
  1. 算法
库文件 描述
<algorithm> 提供一组基于算法的函数，包括置换、排序、合并和搜索
<cstdlib> 声明C标准库函数bsearch()和qsort()，进行搜索和排序
<ciso646> 允许在代码中使用and代替&&
  1. 数值操作
库文件 描述
<complex> 支持复杂数值的定义和操作
<valarray> 支持数值矢量的操作
<numeric> 在数值序列上定义一组一般数学操作，例如accumulate和inner_product
<cmath> 这是C数学库，其中还附加了重载函数，以支持C++约定
<cstdlib> 提供的函数可以提取整数的绝对值，对整数进行取余数操作
  1. 本地化
库文件 描述
<locale> 提供的本地化包括字符类别、排序序列以及货币和日期表示
<clocale> 对本地化提供C样式支持