标准库的概述

大概有这么几种组件：字符串、正则表达式、IO流、智能指针、异常、数学工具、时间工具、随机数、初始化列表、pair和tuple、optional、variant和any、函数对象、文件系统、多线程、类型特质、标准整数类型、容器、算法。

但同时标准库还有一些不支持的内容：多线程访问容器不能保证线程安全、没有提供泛型的树、图结构。

但是可以编写兼容标准库的代码，来扩展它。

容器和迭代器

容器是泛型数据结构，适合保存数据集合。（不用再像去年那样手写链表了）。除了array和bitset外，大部分标准库容器的大小灵活可变。

16种容器，四大类：

顺序容器：
- vector(动态数组)
- deque
- list
- forward_list
- array
关联容器：
- map
- multimap
- set
- multiset
无序关联容器或哈希表：
- unordered_map
- unordered_multimap
- unordered_set
- unordered_multiset
容器适配器：
- queue
- priority_queue
- stack

对元素的要求

标准库容器对元素使用值语义（value semantic)。也就是，在输入元素时保存元素的一份副本。通过赋值运算符给元素赋值，通过析构函数销毁元素。所以，在编写适用于标准库的类时，一定要保证它们是可以复制的。请求容器中的元素时，会返回所存副本的引用。

如果喜欢引用语义，可以存储元素的指针，而非元素本身。当容器复制指针时，仍然指向同一元素。另一种方式是在容器中存储std::reference_wrapper。可使用std::ref()或std::cref()来创建reference_wrapper，使引用变得可以复制。其相关函数和类模板在functional头文件中。

容器中，可能存储“仅移动”类型。这是非可复制类型，这样做是，编译器可能报错。std::unique_ptr是仅移动的例子。

在容器内保存指针应该使用unique_ptr或shared_ptr。

标准库容器的一个模板类型参数是分配器（allocator)。标准库容器可使用分配器为元素分配或释放内存。分配器类型参数具有默认值，因此几乎总是可以忽略它。

有一些容器（如map）也可将比较器（comparator）作为模板类型参数。比较器用于排序元素，具有默认值，一般不需要指定。

实现元素的移动语义可以提高性能（要标记noexcept)

异常和错误检查

标准库容器提供了非常有限的错误检查功能。客户应确保使用正确。

迭代器

标准库通过迭代器模式提供了访问容器元素的泛型抽象。每个容器都提供了容器特定的迭代器，迭代器实际上是增强版的智能指针，这种指针知道如何遍历特定容器的元素。所有不同容器的迭代器都遵循C++标准中定义的特定接口。因此，即使容器提供不同的功能，访问容器元素的代码也可以使用迭代器的统一接口。

所有迭代器都必须可通过复制来构建、赋值、并且可以析构。左值可以交换。C++标准提供了5大迭代器：

输入迭代器

operator++,operator*,operator->,复制构造函数,operator=,operator==,operator!=。

提供只读访问，只能前向访问（没有operator--提供的后向访问功能）。这个迭代器可以赋值和复制，可以比较判等。

输出迭代器（“写”迭代器）

operator++,operator*,复制构造函数，operator=

提供只写访问，只能前向访问。这个迭代器只能赋值，不能判等比较。

输出迭代器特有操作*iter = value

（此类迭代器缺少operator->,但提供前缀和后缀operator++)

前向迭代器

输入迭代器的功能，加上默认构造函数。

提供读写访问，只能前向访问。可以赋值、复制、比较判等。

双向迭代器

前向迭代器的功能+operator--

提供前缀和后缀operator--

随机访问迭代器

双向迭代器的功能+ operator+ ,-,+=,-+,<,>,<=,>=,[]

等同于普通指针；此类迭代器支持指针运算、数组索引语法以及所有形式的比较。

同时，满足输出迭代器要求的迭代器称为“可变迭代器”，否则不变迭代器。

可以用std::distance来计算容器的两个迭代器之间的距离。

（迭代器类似于智能指针，因为他们都重载了特定的运算符）