c++：标准模板库 STL（Standard Template Library）

目录

一、什么是 STL？

二、STL 三大核心组成

三、容器（Containers）

1. 顺序容器（Sequential Containers）

2. 关联容器（Associative Containers）— 基于红黑树

3. 无序容器（Unordered Containers）— 基于哈希表

⚙️ 四、算法（Algorithms）

五、迭代器（Iterators）

️ 六、STL 配合泛型编程的威力

七、STL 使用图解结构

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一、什么是 STL？

定义：

STL（Standard Template Library） 是 C++ 标准库的一部分，它是一套使用模板技术实现的通用 数据结构和算法库。

可以理解为：

“一个高度模块化、高性能、高度泛型的编程工具箱。”

它实现了大量经典数据结构（如：数组、链表、栈、队列、哈希表、平衡树等）和常用算法（如：排序、查找、复制、替换等）。

 

二、STL 三大核心组成

STL 是由三大部分构成的：

组件	作用	举例
容器（Containers）	用来存放数据	vector, list, map
算法（Algorithms）	操作容器里的数据	sort, find, count
迭代器（Iterators）	用来遍历容器	it = v.begin(); ++it

这三者可以组合使用，例如对 vector 排序就用：std::sort(v.begin(), v.end());

 

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三、容器（Containers）

容器是用来装数据的，就像一个个不同的容器：桶、箱子、抽屉……

STL 容器分为几类：

1. 顺序容器（Sequential Containers）

容器	特点	适用场景
vector	动态数组	最常用，支持随机访问
list	双向链表	插入/删除快，但不能随机访问
deque	双端队列	两端插入删除都快
array	固定长度数组（C++11）	更安全的静态数组

2. 关联容器（Associative Containers）— 基于红黑树

容器	特点
set	只存 key，自动排序
map	键值对，自动排序
multiset / multimap	允许重复 key

3. 无序容器（Unordered Containers）— 基于哈希表

容器	特点
unordered_set	哈希集合，查找快，不排序
unordered_map	哈希表，键值对查找快
unordered_multimap	哈希多键

 

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⚙️ 四、算法（Algorithms）

STL 提供了 70 多个算法，可以对容器中的数据进行操作：

常用算法分类：

类型	代表函数	说明
排序类	sort, stable_sort	快速排序
查找类	find, binary_search	顺序查找 / 二分查找
修改类	reverse, replace, fill	数据修改
统计类	count, accumulate	个数、和等
变换类	transform, copy, remove_if	创建新数据

示例：

std::vector v = {1, 5, 2, 4};
std::sort(v.begin(), v.end());  // 排序
std::reverse(v.begin(), v.end());  // 逆序
int sum = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0); // 求和

 

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五、迭代器（Iterators）

迭代器就像指针，用来访问容器的元素。

常见类型：

类型	用法
begin() / end()	遍历容器开头到结尾
rbegin() / rend()	反向遍历
const_iterator	只读迭代器
auto	自动类型推导（推荐）

std::vector v = {1, 2, 3};
for (std::vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

 或者使用现代写法：

for (auto x : v) {
    std::cout << x << " ";
}

️ 六、STL 配合泛型编程的威力

STL 之所以强大，是因为它用的是 模板（template）技术，容器和算法都可以作用于任何类型的数据。

比如：

std::vector names;
std::map> data;

七、STL 使用图解结构

           +-----------------------+
           |     STL 总结构        |
           +-----------------------+
                /        |       \
               /         |        \
      容器 (vector/map)  算法 (sort/find)   迭代器 (*it)

容器储存数据 ➜ 算法操作数据 ➜ 迭代器在二者之间做“桥梁”