C++標準庫非常大。在C++標準中，關于標準庫的規格說明占了密密麻麻300多頁，這還不包括標準C庫，后者只是 "作為參考"包含在C++庫中。
當然，并非總是越大越好，但在現在的情況下，確實越大越好，因為大的庫會包含大量的功能。標準庫中的功能越多，開發自己的應用程序時能借助的功能就越多。C++庫并非提供了一切（沒有提供并發和圖形用戶接口的支持），但確實提供了很多。幾乎任何事都可以求助于它。
因為標準庫中東西如此之多，你所選擇的類名或函數名就很有可能和標準庫中的某個名字相同。為了避免這種情況所造成的名字沖突，實際上標準庫中的一切都被放在名字空間std中。但這帶來了一個新問題。無數現有的C++代碼都依賴于使用了多年的偽標準庫中的功能，例如，聲明在<iostream.h>，<complex.h>，<limits.h>等頭文件中的功能。現有軟件沒有針對使用名字空間而進行設計，如果用std來包裝標準庫導致現有代碼不能用，將是一種可恥行為。
懾于被激怒的程序員會產生的破壞力，標準委員會決定為包裝了std的那部分標準庫構件創建新的頭文件名。生成新頭文件的方法僅僅是將現有C++頭文件名中的 .h 去掉，方法本身不重要，正如最后產生的結果不一致也并不重要一樣。所以<iostream.h>變成了<iostream>，<complex.h>變成了<complex>，等等。對于C頭文件，采用同樣的方法，但在每個名字前還要添加一個c。所以C的<string.h>變成了<cstring>，<stdio.h>變成了<cstdio>，等等。最后一點是，舊的C++頭文件是官方所反對使用的（即明確列出不再支持），但舊的C頭文件則沒有（以保持對C的兼容性）。實際上，編譯器制造商不會停止對客戶現有軟件提供支持，所以可以預計，舊的C++頭文件在未來幾年內還是會被支持。
所以，實際來說，下面是C++頭文件的現狀：
· 舊的C++頭文件名如<iostream.h>將會繼續被支持，盡管它們不在官方標準中。這些頭文件的內容不在名字空間std中。
· 新的C++頭文件如<iostream>包含的基本功能和對應的舊頭文件相同，但頭文件的內容在名字空間std中。（在標準化的過程中，庫中有些部分的細節被修改了，所以舊頭文件和新頭文件中的實體不一定完全對應。）
· 標準C頭文件如<stdio.h>繼續被支持。頭文件的內容不在std中。
· 具有C庫功能的新C++頭文件具有如<cstdio>這樣的名字。它們提供的內容和相應的舊C頭文件相同，只是內容在std中。
所有這些初看有點怪，但不難習慣它。最大的挑戰是把字符串頭文件理清楚：<string.h>是舊的C頭文件，對應的是基于char*的字符串處理函數；<string>是包裝了std的C++頭文件，對應的是新的string類；<cstring>是對應于舊C頭文件的std版本。如果能掌握這些，其余的也就容易了。
關于標準庫，需要知道的第二點是，庫中的一切幾乎都是模板。iostream幫助你操作字符流，但什么是字符？是char嗎？是wchar_t？是Unicode字符？一些其它的多字節字符？沒有明顯正確的答案，所以標準庫讓你去選。所有的流類（stream class）實際上是類模板，在實例化流類的時候指定字符類型。例如，標準庫將cout類型定義為ostream，但ostream實際上是一個basic_ostream<char>類型定義（typedef ）。
類似的考慮適用于標準庫中其它大部分類。string不是類，它是類模板：類型參數限定了每個string類中的字符類型。complex不是類，它是類模板：類型參數限定了每個complex類中實數部分和虛數部分的類型。vector不是類，它是類模板。如此不停地進行下去。
在標準庫中無法避開模板，但如果只是習慣于和char類型的流和字符串打交道，通常可以忽略它們。這是因為，對這些組件的char實例，標準庫都為它們定義了typedef，這樣就可以在編程時繼續使用cin，cout，cerr等對象，以及istream，ostream，string等類型，不必擔心cin的真實類型是basic_istream<char>以及string的真實類型是basic_string<char>。
標準庫中很多組件的模板化和上面所建議的大不相同。再看看那個概念上似乎很直觀的string。當然，可以基于 "它所包含的字符類型" 確定它的參數，但不同的字符集在細節上有不同，例如，特殊的文件結束字符，拷貝它們的數組的最有效方式，等等。這些特征在標準中被稱為traits，它們在string實例中通過另外一個模板參數指定。此外，string對象要執行動態內存分配和釋放，但完成這一任務有很多不同的方法。哪一個最好？選擇：string模板有一個Allocator參數，Allocator類型的對象被用來分配和釋放string對象所使用的內存。
這里有一個basic_string模板的完整聲明，以及建立在它之上的string類型定義（typedef）；可以在<string>頭文件中找到它（或與之相當的什么東西）：
namespace std {
template<class charT,
class traits = char_traits<charT>,
class Allocator = allocator<charT> >
class basic_string;
typedef basic_string<char> string;
}
注意，basic_string的traits和Allocator參數有缺省值。這在標準庫中是很典型的做法。它為使用者提供了靈活性，但對于這種靈活性所帶來的復雜性，那些只想做 "正常" 操作的"典型" 用戶卻又可以避開。換句話說，如果只想使用象C字符串那樣的字符串對象，就可以使用string對象，而不用在意實際上是在用basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >類型的對象。
通常可以這么做，但有時還是得稍稍看看底層。例如，聲明一個類而不提供定義具有優點；它還指出，下面是一種聲明string類型的錯誤方法：
class string; // 會通過編譯，
先不要考慮名字空間，這里真正的問題在于：string不是一個類，而是一個typedef。如果可以通過下面的方法解決問題就太好了：
typedef basic_string<char> string;
但這又不能通過編譯。"所說的basic_string是什么東西？" 編譯器會奇怪 ---- 當然，它可能會用不同的語句來問你。所以，為了聲明string，首先得聲明它所依賴的所有模板。如果可以這么做的話，就會象下面這樣：
template<class charT> struct char_traits;
template<class T> class allocator;
template<class charT, class traits = char_traits<charT>,
class Allocator = allocator<charT> >
class basic_string;
typedef basic_string<char> string;
然而，你不能聲明string。至少不應該。這是因為，標準庫的實現者聲明的stirng（或std名字空間中任何其它東西）可以和標準中所指定的有所不同，只要最終提供的行為符合標準就行。例如，basic_string的實現可以增加第四個模板參數，但這個參數的缺省值所產生的代碼的行為要和標準中所說的原始的basic_string一致。那到底該怎么辦？不要手工聲明string（或標準庫中其它任何部分）。相反，只用包含一個適當的頭文件，如<string>。
有了頭文件和模板的這些知識，現在可以看看標準C++庫中有哪些主要組件：
· 標準C庫。它還在，還可以用它。雖然有些地方有點小的修修補補，但無論怎么說，還是那個用了多年的C庫。
· Iostream。和 "傳統" Iostream的實現相比，它已經被模板化了，繼承層次結構也做了修改，增強了拋出異常的能力，可以支持string（通過stringstream類）和國際化（通過locales）。當然，你期望Iostream庫所具有的東西幾乎全都繼續存在。也就是說，它還是支持流緩沖區，格式化標識符，操作子和文件，還有cin，cout，cerr和clog對象。這意味著可以把string和文件當做流，還可以對流的行為進行更廣泛的控制，包括緩沖和格式化。
· String。string對象在大多數應用中被用來消除對char*指針的使用。它們支持你所期望的那些操作（例如，字符串連接，通過operator[]對單個字符進行常量時間級的訪問，等等），它們可以轉換成char*，以保持和現有代碼的兼容性，它們還自動處理內存管理。一些string的實現采用了引用計數，這會帶來比基于char*的字符串更佳的性能（時間和空間上）。
· 容器。標準庫提供了高效的容器實現：vector（就象動態可擴充的數組），list（雙鏈表），queue， stack，deque，map，set和bitset。但多少可以作為補償的一點是， string是容器。這很重要，因為它意味著對容器所做的任何操作對string也適用。
標準庫規定了每個類的接口，而且每條接口規范中的一部分是一套性能保證。所以，舉例來說，無論vector是如何實現的，僅僅提供對它的元素的訪問是不夠的，還必須提供 "常量時間" 內的訪問。如果不這樣，就不是一個有效的vector實現。
很多C++程序中，動態分配字符串和數組導致大量使用new和delete，new/delete錯誤 ---- 尤其是沒有delete掉new出來的內存而導致的泄漏 ---- 時常發生。如果使用string和vector對象（二者都執行自身的內存管理）而不使用char*和動態分配的數組的指針，很多new和delete就可以免于使用，使用它們所帶來的問題也會隨之消失。
· 算法。標準庫就提供了大量簡易的方法（即，預定義函數，官方稱為算法(algorithm) ---- 實際上是函數模板），其中的大多數適用于庫中所有的容器 ---- 以及內建數組（built-in arrays）。
算法將容器的內容當作序列（sequence），每個算法可以應用于一個容器中所有值所對應的序列，或者一個子序列（subsequence）。標準算法有for_each（為序列中的每個元素調用某個函數），find（在序列中查找包含某個值的第一個位置，count_if（計算序列中使得某個判定為真的所有元素的數量），equal（確定兩個序列包含的元素的值是否完全相同），search（在一個序列中找出某個子序列的起始位置），copy（拷貝一個序列到另一個），unique（在序列中刪除重復值），rotate（旋轉序列中的值），sort（對序列中的值排序）。注意這里只是抽取了所有算法中的幾個；標準庫中還包括其它很多算法。
和容器操作一樣，算法也有性能保證。例如，stable_sort算法執行時要求不超過0比較級(N log N) 。（stable_sort提供的性能必須和最高效的通用排序算法在同一個級別。）
· 對國際化的支持。不同的文化以不同的方式行事。和C庫一樣，C++庫提供了很多特性有助于開發出國際化的軟件。但雖然從概念上來說和C類似，其實C++的方法還是有所不同。例如，C++為支持國際化廣泛使用了模板，還利用了繼承和虛函數，這些一定不會讓你感到奇怪。
支持國際化最主要的構件是facets和locales。facets描述的是對一種文化要處理哪些特性，包括排序規則（即，某地區字符集中的字符應該如何排序），日期和時間應該如何表示，數字和貨幣值應該如何表示，怎樣將信息標識符映射成（自然的）明確的語言信息，等等。locales將多組facets捆綁在一起。例如，一個關于美國的locale將包括很多facets，描述如何對美國英語字符串排序，如何以適合美國人的方式讀寫日期和時間，讀寫貨幣和數字值，等等。而對于一個關于法國的locales來說，它描述的是怎么以法國人所習慣的方式完成這些任務。C++允許單個程序中同時存在多個locales，所以一個應用中的不同部分可能采用的是不同的規范。
· 對數字處理的支持。C++庫為復數類（實數和虛數部分的精度可以是float，double或long double）和專門針對數值編程而設計的特殊數組提供了模板。例如，valarray類型的對象可用來保存可以任意混疊(aliasing)的元素。這使得編譯器可以更充分地進行優化，尤其是對矢量計算機來說。標準庫還對兩種不同類型的數組片提供了支持，并提供了算法計算內積(inner product)，部分和(partial sum)，臨差(adjacent difference)等。
· 診斷支持。標準庫支持三種報錯方式：C的斷言，錯誤號，例外。為了有助于為例外類型提供某種結構，標準庫定義了下面的例外類（exception class）層次結構：
|---domain_error
|----- logic_error<---- |---invalid_argument
| |---length_error
| |---out_of_range
exception<--|
| |--- range_error
|-----runtime_error<--|---underflow_error
|---overflow_error
logic_error（或它的子類）類型的例外表示的是軟件中的邏輯錯誤。理論上來說，這樣的錯誤可以通過更仔細的程序設計來防止。runtime_error（或它的子類）類型的例外表示的是只有在運行時才能發現的錯誤。
可以就這樣使用它們，可以通過繼承它們來創建自己的例外類，或者可以不去管它。沒有人強迫你使用它。
上面列出的內容并沒有涵蓋標準庫中的一切。
標準庫中容器和算法這部分一般稱為標準模板庫。STL中實際上還有第三個構件 ---- 迭代子（Iterator）。迭代子是指針似的對象，它讓STL算法和容器共同工作。
STL是標準庫中最具創新的部分，這并不是因為它提供了容器和算法（雖然它們非常有用），而是因為它的體系結構。簡單來說，它的體系結構具有擴展性：可以對STL進行添加。當然，標準庫中的組件本身是固定的，但如果遵循STL構建的規范，可以寫出自己的容器，算法和迭代子，使它們可以和標準STL組件一起工作，就象標準組件自身之間相互工作一樣。還可以利用別人所寫的符合STL規范的容器，算法和迭代子，就象別人利用你的一樣。使得STL具有創新意義的原因在于它實際上不是軟件，而是一套規范（convention）。標準庫中的STL組件只是具體體現了遵循這種規范所能帶來的好處。
通過使用標準庫中的組件，通常可以避免從頭到尾來設計自己的IO流，string，容器，國際化，數值數據結構以及診斷等機制。這就有更多的時間和精力去關注軟件開發中真正重要的部分：實現軟件的其他功能。
轉自：http://hi.baidu.com/why0813/blog/item/850ea46eecf658db80cb4a6a.html