嵌入式软件工程师-嵌入式系统开发-C++编程_标准模板库STL.docx

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C++标准模板库STL简介

1STL的历史与发展

自1998年C++标准被正式采纳以来，STL（StandardTemplateLibrary，标准模板库）已经成为C++编程中不可或缺的一部分。STL最初由AlexanderStepanov和MengLee在1990年代初设计，旨在提供一组通用的、可重用的数据结构和算法。它被设计成一种“算法与数据结构分离”的模式，使得算法可以独立于数据结构使用，极大地提高了代码的灵活性和重用性。

1.1发展历程

1990年代初：STL的概念被提出，最初在HP实验室开发。

1994年：STL被纳入C++标准库的提案中。

1998年：随着C++标准的正式发布，STL成为C++标准库的一部分。

2011年：C++11标准引入了更多STL组件，如tuple、array等，进一步丰富了STL的功能。

2014年：C++14标准继续扩展STL，引入了shared_mutex等新特性，增强了多线程编程的支持。

2017年：C++17标准进一步改进了STL，包括optional、any等类型，以及对容器和算法的改进。

2STL的核心组件介绍

STL主要由四个核心组件构成：容器、迭代器、算法和函数对象。这些组件相互配合，提供了强大的数据处理能力。

2.1容器

容器是STL中用于存储数据的类模板。它们可以分为以下几类：

序列容器：如vector、list和deque，用于存储元素的线性序列。

关联容器：如set、map、multiset和multimap，用于存储键值对或有序元素集合。

容器适配器：如stack、queue和priority_queue，它们基于其他容器实现，提供了特定的接口和行为。

2.1.1示例：vector的使用

#includeiostream

#includevector

intmain(){

std::vectorintnumbers;//创建一个空的vector

numbers.push_back(1);//在vector末尾添加元素

numbers.push_back(2);

numbers.push_back(3);

//遍历vector并打印所有元素

for(intnum:numbers){

std::coutnum;

}

std::coutstd::endl;

return0;

}

2.2迭代器

迭代器是STL中用于遍历容器元素的对象。它们类似于指针，但提供了更广泛的功能，可以用于不同类型的容器。迭代器分为五种类型：输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器和随机访问迭代器。

2.2.1示例：使用迭代器遍历vector

#includeiostream

#includevector

intmain(){

std::vectorintnumbers={1,2,3,4,5};

std::vectorint::iteratorit=numbers.begin();//获取vector的开始迭代器

//使用迭代器遍历vector

while(it!=numbers.end()){

std::cout*it;

++it;

}

std::coutstd::endl;

return0;

}

2.3算法

算法是STL中用于操作容器元素的函数模板。它们可以执行排序、查找、复制、修改等操作。算法不关心数据存储的具体方式，只关注数据的逻辑结构。

2.3.1示例：使用sort算法对vector排序

#includeiostream

#includevector

#includealgorithm

intmain(){

std::vectorintnumbers={5,3,1,4,2};

std::sort(numbers.begin(),numbers.end());//对vector进行排序

//打印排序后的vector

for(intnum:numbers){

std::coutnum;

}

std::coutstd::endl;

return0;

}

2.4函数对象

函数对象，也称为仿函数，是STL中可以像函数一样调用的对象。它们通常用于算法中，作为比较或操作的准则。函数对象可以是类模板或函数模