C++標(biāo)準(zhǔn)庫非常大。在C++標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)庫的規(guī)格說明占了密密麻麻300多頁，這還不包括標(biāo)準(zhǔn)C庫，后者只是 "作為參考"包含在C++庫中。
當(dāng)然，并非總是越大越好，但在現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)庫中的功能越多，開發(fā)自己的應(yīng)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(fā)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(biāo)準(zhǔn)庫中東西如此之多，你所選擇的類名或函數(shù)名就很有可能和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)現(xiàn)有的C++代碼都依賴于使用了多年的偽標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)有軟件沒有針對使用名字空間而進(jìn)行設(shè)計，如果用std來包裝標(biāo)準(zhǔn)庫導(dǎo)致現(xiàn)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(chǎn)生的破壞力，標(biāo)準(zhǔn)委員會決定為包裝了std的那部分標(biāo)準(zhǔn)庫構(gòu)件創(chuàng)建新的頭文件名。生成新頭文件的方法僅僅是將現(xiàn)有C++頭文件名中的 .h 去掉，方法本身不重要，正如最后產(chǎn)生的結(jié)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(xiàn)有軟件提供支持，所以可以預(yù)計，舊的C++頭文件在未來幾年內(nèi)還是會被支持。
所以，實際來說，下面是C++頭文件的現(xiàn)狀：
· 舊的C++頭文件名如<iostream.h>將會繼續(xù)被支持，盡管它們不在官方標(biāo)準(zhǔn)中。這些頭文件的內(nèi)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(yīng)的舊頭文件相同，但頭文件的內(nèi)容在名字空間std中。（在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，庫中有些部分的細(xì)節(jié)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(yīng)。）
· 標(biāo)準(zhǔn)C頭文件如<stdio.h>繼續(xù)被支持。頭文件的內(nèi)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(nèi)容和相應(yīng)的舊C頭文件相同，只是內(nèi)容在std中。
所有這些初看有點怪，但不難習(xí)慣它。最大的挑戰(zhàn)是把字符串頭文件理清楚：<string.h>是舊的C頭文件，對應(yīng)的是基于char*的字符串處理函數(shù)；<string>是包裝了std的C++頭文件，對應(yīng)的是新的string類；<cstring>是對應(yīng)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(guān)于標(biāo)準(zhǔn)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(jié)字符？沒有明顯正確的答案，所以標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)庫中其它大部分類。string不是類，它是類模板：類型參數(shù)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(shù)限定了每個complex類中實數(shù)部分和虛數(shù)部分的類型。vector不是類，它是類模板。如此不停地進(jìn)行下去。
在標(biāo)準(zhǔn)庫中無法避開模板，但如果只是習(xí)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(biāo)準(zhǔn)庫都為它們定義了typedef，這樣就可以在編程時繼續(xù)使用cin，cout，cerr等對象，以及istream，ostream，string等類型，不必?fù)?dān)心cin的真實類型是basic_istream<char>以及string的真實類型是basic_string<char>。
標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)然，可以基于 "它所包含的字符類型" 確定它的參數(shù)，但不同的字符集在細(xì)節(jié)上有不同，例如，特殊的文件結(jié)束字符，拷貝它們的數(shù)組的最有效方式，等等。這些特征在標(biāo)準(zhǔn)中被稱為traits，它們在string實例中通過另外一個模板參數(shù)指定。此外，string對象要執(zhí)行動態(tài)內(nèi)存分配和釋放，但完成這一任務(wù)有很多不同的方法。哪一個最好？選擇：string模板有一個Allocator參數(shù)，Allocator類型的對象被用來分配和釋放string對象所使用的內(nèi)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(dāng)?shù)氖裁礀|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(shù)有缺省值。這在標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(yōu)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(dāng)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(yīng)該。這是因為，標(biāo)準(zhǔn)庫的實現(xiàn)者聲明的stirng（或std名字空間中任何其它東西）可以和標(biāo)準(zhǔn)中所指定的有所不同，只要最終提供的行為符合標(biāo)準(zhǔn)就行。例如，basic_string的實現(xiàn)可以增加第四個模板參數(shù)，但這個參數(shù)的缺省值所產(chǎn)生的代碼的行為要和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)庫中其它任何部分）。相反，只用包含一個適當(dāng)?shù)念^文件，如<string>。
有了頭文件和模板的這些知識，現(xiàn)在可以看看標(biāo)準(zhǔn)C++庫中有哪些主要組件：
· 標(biāo)準(zhǔn)C庫。它還在，還可以用它。雖然有些地方有點小的修修補(bǔ)補(bǔ)，但無論怎么說，還是那個用了多年的C庫。
· Iostream。和 "傳統(tǒng)" Iostream的實現(xiàn)相比，它已經(jīng)被模板化了，繼承層次結(jié)構(gòu)也做了修改，增強(qiáng)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(dāng)然，你期望Iostream庫所具有的東西幾乎全都繼續(xù)存在。也就是說，它還是支持流緩沖區(qū)，格式化標(biāo)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(dāng)做流，還可以對流的行為進(jìn)行更廣泛的控制，包括緩沖和格式化。
· String。string對象在大多數(shù)應(yīng)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(jìn)行常量時間級的訪問，等等），它們可以轉(zhuǎn)換成char*，以保持和現(xiàn)有代碼的兼容性，它們還自動處理內(nèi)存管理。一些string的實現(xiàn)采用了引用計數(shù)，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(biāo)準(zhǔn)庫提供了高效的容器實現(xiàn)：vector（就象動態(tài)可擴(kuò)充的數(shù)組），list（雙鏈表），queue， stack，deque，map，set和bitset。但多少可以作為補(bǔ)償?shù)囊稽c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(biāo)準(zhǔn)庫規(guī)定了每個類的接口，而且每條接口規(guī)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(xiàn)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(nèi)的訪問。如果不這樣，就不是一個有效的vector實現(xiàn)。
很多C++程序中，動態(tài)分配字符串和數(shù)組導(dǎo)致大量使用new和delete，new/delete錯誤 ---- 尤其是沒有delete掉new出來的內(nèi)存而導(dǎo)致的泄漏 ---- 時常發(fā)生。如果使用string和vector對象（二者都執(zhí)行自身的內(nèi)存管理）而不使用char*和動態(tài)分配的數(shù)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(biāo)準(zhǔn)庫就提供了大量簡易的方法（即，預(yù)定義函數(shù)，官方稱為算法(algorithm) ---- 實際上是函數(shù)模板），其中的大多數(shù)適用于庫中所有的容器 ---- 以及內(nèi)建數(shù)組（built-in arrays）。
算法將容器的內(nèi)容當(dāng)作序列（sequence），每個算法可以應(yīng)用于一個容器中所有值所對應(yīng)的序列，或者一個子序列（subsequence）。標(biāo)準(zhǔn)算法有for_each（為序列中的每個元素調(diào)用某個函數(shù)），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(shù)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(fù)值），rotate（旋轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhí)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(fā)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(shù)，這些一定不會讓你感到奇怪。
支持國際化最主要的構(gòu)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(guī)則（即，某地區(qū)字符集中的字符應(yīng)該如何排序），日期和時間應(yīng)該如何表示，數(shù)字和貨幣值應(yīng)該如何表示，怎樣將信息標(biāo)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(guān)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(shù)字值，等等。而對于一個關(guān)于法國的locales來說，它描述的是怎么以法國人所習(xí)慣的方式完成這些任務(wù)。C++允許單個程序中同時存在多個locales，所以一個應(yīng)用中的不同部分可能采用的是不同的規(guī)范。
· 對數(shù)字處理的支持。C++庫為復(fù)數(shù)類（實數(shù)和虛數(shù)部分的精度可以是float，double或long double）和專門針對數(shù)值編程而設(shè)計的特殊數(shù)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(jìn)行優(yōu)化，尤其是對矢量計算機(jī)來說。標(biāo)準(zhǔn)庫還對兩種不同類型的數(shù)組片提供了支持，并提供了算法計算內(nèi)積(inner product)，部分和(partial sum)，臨差(adjacent difference)等。
· 診斷支持。標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)庫定義了下面的例外類（exception class）層次結(jié)構(gòu)：
|---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(xì)的程序設(shè)計來防止。runtime_error（或它的子類）類型的例外表示的是只有在運(yùn)行時才能發(fā)現(xiàn)的錯誤。
可以就這樣使用它們，可以通過繼承它們來創(chuàng)建自己的例外類，或者可以不去管它。沒有人強(qiáng)迫你使用它。
上面列出的內(nèi)容并沒有涵蓋標(biāo)準(zhǔn)庫中的一切。
標(biāo)準(zhǔn)庫中容器和算法這部分一般稱為標(biāo)準(zhǔn)模板庫。STL中實際上還有第三個構(gòu)件 ---- 迭代子（Iterator）。迭代子是指針?biāo)频膶ο螅孲TL算法和容器共同工作。
STL是標(biāo)準(zhǔn)庫中最具創(chuàng)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(jié)構(gòu)。簡單來說，它的體系結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)展性：可以對STL進(jìn)行添加。當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn)庫中的組件本身是固定的，但如果遵循STL構(gòu)建的規(guī)范，可以寫出自己的容器，算法和迭代子，使它們可以和標(biāo)準(zhǔn)STL組件一起工作，就象標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(chuàng)新意義的原因在于它實際上不是軟件，而是一套規(guī)范（convention）。標(biāo)準(zhǔn)庫中的STL組件只是具體體現(xiàn)了遵循這種規(guī)范所能帶來的好處。
通過使用標(biāo)準(zhǔn)庫中的組件，通常可以避免從頭到尾來設(shè)計自己的IO流，string，容器，國際化，數(shù)值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及診斷等機(jī)制。這就有更多的時間和精力去關(guān)注軟件開發(fā)中真正重要的部分：實現(xiàn)軟件的其他功能。
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