В этой статье будет дан обзор библиотеки STL с самого начального уровня, и до продвинутой, весьма полезной в ряде задач, функциональности.

Контейнеры STL

Проще всего начать знакомство с STL со стандартных типов для хранения данных -- контейнеров.

Каждый раз, когда в программе возникает необходимость оперировать множеством элементов, в дело вступают контейнеры. Контейнер -- это практическая реализация функциональности некоторой структуры данных. В языке C (не в C++) существовал только один встроенный тип контейнера: массив. Сам по себе массив имеет ряд недостатков: к примеру, размер динамически выделенного массива невозможно определить на этапе выполнения.

Однако основной причиной для более внимательного ознакомления с контейнерами STL является отнюдь не вышеперечисленные недостатки массива. Истинная причина кроется несколько глубже. Дело в том, что в реальном мире структура данных, информацию о которых необходимо хранить, далеко не всегда удачно представима в виде массива. В большинстве случаев требуется контейнер несколько иной функциональности.

К примеру, нам может потребоваться структура данных «множество строк», поддерживающая следующие функции:
-- добавить строку к множеству;
-- удалить строку из множества;
-- определить, присутствует ли в рассматриваемом множестве данная строка;
-- узнать количество различных строк в рассматриваемом множестве;
-- просмотреть всю структуру данных, «пробежав» все присутствующие строки.

Конечно, легко запрограммировать тривиальную реализацию функциональность подобной структуры данных на базе обычного массива. Но такая реализация будет крайне неэффективной. Для достижения приемлемой производительности имеет смысл реализовать хэш-таблицу или сбалансированное дерево, но задумайтесь: разве реализация подобной структуры данных (хэш либо дерево) зависит от типа хранимых объектов? Если мы потом захотим использовать ту же структуру не для строк, а, скажем, для точек на плоскости -- какую часть кода придётся переписывать заново?

Реализация подобных структур данных на чистом C оставляла программисту два пути.

1) Жёсткое решение (Hard-Coded тип данных). При этом изменение типа данных приводило к необходимости внести большое число изменений в самых различных частях кода.

2) По возможности сделать обработчики структуры данных независимыми от используемого типа данных. Иными словами, использовать тип void* везде, где это возможно.

По какому бы пути реализации структуры данных в виде контейнера вы не пошли, скорее всего, никто другой ваш код понять, и тем более модифицировать, будет не в состоянии. В лучшем случае другие люди смогут им просто пользоваться. Именно для таких ситуаций существуют стандарты -- чтобы программисты могли говорить друг с другом на одном и том же формальном языке.

Шаблоны (Templates) в C++ предоставляют замечательную возможность реализовать контейнер один раз, формализовать его внешние интерфейсы, дать асимптотические оценки времени выполнения каждой из операций, а после этого просто пользоваться подобным контейнером с любым типом данных. Можете быть уверены: разработчики стандарта C++ так и поступили. В первой части курса мы на практике познакомимся с основными концепциями, положенными в основу контейнеров C++.