【C++ 】STL六大组件与容器全解析

1. 什么是 STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是 C++ 标准库 的重要组成部分 ，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗 数据结构与算法 的软件框架。

2. STL 的版本

原始版本

Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意

运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使

用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖。

P. J. 版本

由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，

符号命名比较怪异。

RW 版本

由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。

SGI版本

由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，

可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程风格上看，阅读性非常高。我们后面学习 STL 要阅读部分 源代码 ，

主要参考的就是这个版本。

3. STL 的六大组件

学习STL的三层境界：

1.熟用STL

2.了解其底层的原理

3.能扩展：根据需求扩展STL

3.1

在 C++ 中，容器（Containers）和容器适配器（Container Adapters）是 STL（标准模板库）中用于存储和管理数据的核心组件，二者既有联系又有区别：

一、容器（Containers）：直接存储数据的基础结构

容器是用于存储和组织数据的通用数据结构，STL 提供了多种容器，每种容器有其独特的底层实现和适用场景。

核心特点：

直接管理数据元素的存储和访问，提供迭代器（iterator）用于遍历。
支持基本的增删查改操作（如insert、erase、size等）。

常见容器分类：

序列式容器：元素按顺序存储，强调元素的位置关系。
1. vector：动态数组（连续空间）
2. list：双向链表
3. deque：双端队列（分段连续空间）
4. array：固定大小数组（C++11 新增）
关联式容器：元素按键（key）存储，强调快速查找。
1. set/map：基于红黑树（有序，O (log n) 查找）
2. unordered_set/unordered_map：基于哈希表（无序，O (1) 平均查找）

二、容器适配器（Container Adapters）：基于容器的 "包装器"

容器适配器是对现有容器的封装，它屏蔽了底层容器的部分接口，只提供特定的操作方式，适配成另一种数据结构。

核心特点：

不直接存储数据，而是依赖一种底层容器（默认或指定）来实现功能。
没有迭代器，不支持随机访问，只提供适配后的数据结构的操作接口。

常见容器适配器：

stack（栈）：
1. 特性：后进先出（LIFO），只支持从顶部插入 / 删除元素。
2. 底层容器：默认用deque，也可指定vector或list。
3. 接口：push（入栈）、pop（出栈）、top（取栈顶）。
queue（队列）：
1. 特性：先进先出（FIFO），只支持从尾部插入、头部删除。
2. 底层容器：默认用deque，也可指定list（不能用vector，因需高效头部删除）。
3. 接口：push（入队）、pop（出队）、front（队头）、back（队尾）。
priority_queue（优先级队列）：
1. 特性：每次出队的是 "优先级最高" 的元素（默认最大元素）。
2. 底层容器：默认用vector，需支持随机访问，内部通过堆算法维护优先级。
3. 接口：push（插入）、pop（弹出最高优先级元素）、top（取最高优先级元素）。

三、容器与容器适配器的核心区别

|-------|-------------------|----------------------------|
| 维度 | 容器（如vector、list） | 容器适配器（如stack、queue） |
| 数据存储 | 直接管理数据，有自己的底层结构 | 依赖底层容器存储数据（如stack默认用deque） |
| 接口开放性 | 提供丰富接口（迭代器、随机访问等） | 接口受限（仅适配后的数据结构操作） |
| 迭代器支持 | 支持迭代器遍历 | 不支持迭代器 |
| 功能定位 | 通用数据结构，灵活存储和访问 | 特定场景的数据结构（栈 / 队列 / 优先级队列） |

总结

容器是 STL 的基础数据结构，直接存储数据并提供灵活的访问方式。
容器适配器是对容器的二次封装，专注于特定的数据操作模式（如栈的 LIFO），简化了特定场景的使用。

例如：stack本质是对deque的包装，只开放栈相关的接口，隐藏了deque的其他功能（如随机访问），让用户能更简单地使用 "栈" 这种数据结构。