STL(Standard Template Library),即標準模板庫,是一個具有工業強度的,高效的C++程序庫。它被容納于C++標準程序庫(C++ Standard Library)中,是ANSI/ISO C++標準中最新的也是極具革命性的一部分。該庫包含了諸多在計算機科學領域里所常用的
基本數據結構和
基本算法。
有些類似于Microsoft Visual C++中的MFC(Microsoft Foundation Class Library),或者是Borland C++ Builder中的VCL(Visual Component Library)
從邏輯層次來看,在STL中體現了泛型化程序設計的思想(generic programming),引入了諸多新的名詞,比如像需求(requirements),概念(concept),模型(model),容器(container),算法(algorithmn),迭代子(iterator)等。與OOP(object-oriented programming)中的多態(polymorphism)一樣,泛型也是一種軟件的復用技術。
從實現層次看,整個STL是以一種類型參數化(type parameterized)的方式實現的,這種方式基于一個在早先C++標準中沒有出現的語言特性--模板(template)。如果查閱任何一個版本的STL源代碼,你就會發現,模板作為構成整個STL的基石是一件千真萬確的事情。
在STL的源代碼里,并沒有太多太復雜的繼承關系。繼承的思想,甚而面向對象的思想,還不足以實現類似STL這樣的泛型庫。C++只有在引入了"模板"之后,才直接導致了STL的誕生。這也正是為什么,用其他比C++更純的面向對象語言無法實現泛型思想的一個重要原因。當然,事情總是在變化之中,像Java在這方面,就是一個很好的例子,jdk1.4中已經加入了泛型的特性。
1.3.2 STL和C++標準函數庫
STL是最新的C++標準函數庫中的一個子集,這個龐大的子集占據了整個庫的大約80%的分量。而作為在實現STL過程中扮演關鍵角色的模板則充斥了幾乎整個C++標準函數庫。
它大致包含了如下幾個組件:
C標準函數庫,基本保持了與原有C語言程序庫的良好兼容,盡管有些微變化。人們總會忍不住留戀過去的美好歲月,如果你曾經是一個C程序員,對這一點一定體會頗深。或許有一點會讓你覺得奇怪,那就是在C++標準庫中存在兩套C的函數庫,一套是帶有.h擴展名的(比如<stdio.h>),而另一套則沒有(比如<cstdio>)。它們確實沒有太大的不同。
診斷(diagnostics)部分,提供了用于程序診斷和報錯的功能,包含了異常處理(exception handling),斷言(assertions),錯誤代碼(error number codes)三種方式。
通用工具(general utilities)部分,這部分內容為C++標準庫的其他部分提供支持,當然你也可以在自己的程序中調用相應功能。比如:動態內存管理工具,日期/時間處理工具。記住,這里的內容也已經被泛化了(即采用了模板機制)。
字符串(string)部分,用來代表和處理文本。它提供了足夠豐富的功能。事實上,文本是一個string對象,它可以被看作是一個字符序列,字符類型可能是char,或者wchar_t等等。string可以被轉換成char*類型,這樣便可以和以前所寫的C/C++代碼和平共處了。因為那時侯除了char*,沒有別的。
國際化(internationalization)部分,作為OOP特性之一的封裝機制在這里扮演著消除文化和地域差異的角色,采用locale和facet可以為程序提供眾多國際化支持,包括對各種字符集的支持,日期和時間的表示,數值和貨幣的處理等等。畢竟,在中國和在美國,人們表示日期的習慣是不同的。
容器(containers)部分,STL的一個重要組成部分,涵蓋了許多數據結構,比如前面曾經提到的鏈表,還有:vector(類似于大小可動態增加的數組)、queue(隊列)、stack(堆棧)……。string也可以看作是一個容器,適用于容器的方法同樣也適用于string。現在你可以輕松的完成數據結構課程的家庭作業了。
算法(algorithms)部分,STL的一個重要組成部分,包含了大約70個通用算法,用于操控各種容器,同時也可以操控內建數組。比如:find用于在容器中查找等于某個特定值的元素,for_each用于將某個函數應用到容器中的各個元素上,sort用于對容器中的元素排序。所有這些操作都是在保證執行效率的前提下進行的,所以,如果在你使用了這些算法之后程序變得效率底下,首先一定不要懷疑這些算法本身,仔細檢查一下程序的其他地方。
迭代器(iterators)部分,STL的一個重要組成部分,如果沒有迭代器的撮合,容器和算法便無法結合的如此完美。事實上,每個容器都有自己的迭代器,只有容器自己才知道如何訪問自己的元素。它有點像指針,算法通過迭代器來定位和操控容器中的元素。
數值(numerics)部分,包含了一些數學運算功能,提供了復數運算的支持。
輸入/輸出(input/output)部分,就是經過模板化了的原有標準庫中的iostream部分,它提供了對C++程序輸入輸出的基本支持。在功能上保持了與原有iostream的兼容,并且增加了異常處理的機制,并支持國際化(internationalization)。
總體上,在C++標準函數庫中,STL主要包含了容器、算法、迭代器。string也可以算做是STL的一部分。

圖1:STL和C++標準函數庫