【C++ STL應用與實現】0: 感恩STL——STL, ACM和年輕的我們
本系列文章的目錄在這裡：目錄. 通過目錄裡可以對STL總體有個大概瞭解
前言
本文是一篇洗腦文，鼓吹STL的好處, 回憶作者第一次認識STL，並給出STL的學習路線。
初見STL
第一次接觸STL還是在我的大學時代，大一下學期剛剛學完了C++， 真的僅僅是把C++當做“帶類的C”來使用，對當時的我來說C++只是比C多了個class，多了個繼承和virtual，寫一些Circle和Rectangle繼承自Shape之類的玩具作業，感覺沒什麼吊炸天的感覺。當老師佈置《資料結構》期末的課程設計作業的時候，我還傻傻的選了用C語言設計一個行編輯程式。直到一次有個同學發給我一個C++的程式，他在網上下的想自己改改作為課程設計但不會改，就讓我幫他改。我一看main.cpp也傻了，這開頭的一堆#include
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>印象最深的是一句程式碼裡有：for_each(files.begin(), files.end(), mem_fun(&File::print))
“這是在搞啥？”
稍微看一眼File的定義，奧，明白了(STL之所以好，還在於其使用和表達方式的直白，新手都很容易理解), 這是在遍歷容器裡的File指標，並呼叫它的成員方法print。我當時心裡的想法是：“cao，還可以這麼寫C++？好牛！” 於是開始百度搜索(那時候第一想法還不是用google -_-)for_each, algorithm, mem_fun, functional … 。
終於知道在C++語言中還有這麼一座寶藏，好tm激動。從圖書館借回來那本醜醜的灰綠色的《C++標準程式庫》（侯捷譯）第一版(人氣不高, 好幾本都沒人借), 看這本書的時候經常看到高潮迭起。印象最深的是有一節講到容器和演算法的配合，可以用兩行程式碼實現從輸入流讀取一堆字串，排序，輸出，我靠，簡直不能更酷:
#include <iostream>
#include <set>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std 還有一個例子是那本書的作者用來展示STL威力的程式碼，用三條語句實現從輸入流讀取一堆字串，排序，去掉重複，並輸出：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> coll;
// 讀取字串，直到EOF（windows上使用ctrl+z輸入） ，逐個插入到coll的結尾
copy(istream_iterator<string>(cin), istream_iterator<string>(), back_inserter(coll));
// 字串排序
sort(coll.begin(), coll.end());
// “唯一化”輸出到標準輸出流
unique_copy(coll.begin(), coll.end(), ostream_iterator<string>(cout, "\n"));
return 0;
}從此以後，STL在方便我生活的同時也成為了我的一個裝b利器，
每當遇到誰讓我幫忙寫程式碼的時候, 尤其是知道他大概不認識STL的時候，我必須在程式碼裡“強行”使用STL，就為了能夠讓他在看到程式碼時候，有種: “cao，這是啥, 這tm是啥…？跟這小子比，我的C++真是白學了。”的想法。
STL與ACM
後來開始參加ACM比賽，拿了省賽和東北賽區的獎，可以說STL至少有一半的功勞。
每次參加練習賽和正式比賽，我都必須隨身攜帶那本厚厚的灰綠書，就為了看STL到底有沒有為我提供想要的介面來解決手頭的問題。就在這種現學現賣的情況下，我慢慢的加深對STL的瞭解。比賽中不僅對解題時間有限制，同時對程式的時間複雜度和空間複雜度也都有限制，這也強迫我開始去關心STL的時間和空間複雜度問題，開始關心STL的實現方式。
到了參加省賽的時候，我基本上已經可以做到不看書，熟練的使用常見的STL容器和演算法了。還記得省賽的最後5分鐘，我們只AC了3道題，排名幾乎已確定不能參加東北區賽了。我和兩個學弟最後一起看一道題，經過我們仨討論，突然發現我一開始理解錯題意了，這道題很簡單，我們馬上有了思路，我們仨相互對視了一眼
（我們三個配合很默契，大一數學系的學弟負責分析數學類的難題, 或者寫出公式，或者把思路描述給我; 大二軟體工程的學弟負責綜合類的問題分析，我由於更熟悉C++且敲程式碼速度很快，所以負責所有的程式碼編寫和程式碼提交大權, 剛開始我先集中精力快速搞定簡單題, 之後加入到他倆的分析工作，進度卡住時候大家就聚在一起研究問題，解決方案確定之後，我就把大家的想法翻譯成C++程式碼、提交，然後三個人一起心臟狂跳, 撲通撲通撲通。。。）
, 他倆的眼神在說，“哥，我相信你”。我扯過鍵盤，在檔案的開頭加上一行 #include <set>之後，開始噼裡啪啦一頓狂敲，賽場裡其他隊伍嗡嗡的討論聲和我緊張的心跳聲混雜在一起，那感覺像是在做夢, 撲通撲通撲通。。。我能感覺到他倆像我一樣，心臟也撲通的不行。大概不到三分鐘後，編譯&通過了題目的示例輸入。沒時間做邊界測試了，我把程式碼貼到輸入框，點選了submit。在這評判結果返回的幾秒鐘裡，他倆左右手分別搭在我的肩膀上，我們仨就像在看世界盃決賽中隊友主罰最後點球時候一樣緊張。
幾秒鐘後，提交列表裡我們看到了醒目的 “Accepted”, 在確認了確實是我們的提交之後，我們仨幾乎是在同一時刻喊出來：“yeah！”, 不顧其他人詫異的目光，我們相互摟了摟肩膀，總算沒有遺憾了。最後我們獲得了省賽second prize並晉級了一個月後東北賽區的比賽。雖然這個成績相對於那些ACM大牛來說太過一般，但是在這個過程中我們的成長是獎金和獲獎證書所無法比擬的。而當時激動的最後五分鐘，幫助我們晉級的正是STL，最後那道題我運用了std::set保持元素唯一且有序以及O(logn)的查詢時間這些特性，才在不到三分鐘內快速搞定了問題。
C++11, C++14, C++17… 不，你tm等等我。
時光飛逝，眨眼間我已工作了好幾年，STL伴隨著C++11標準的釋出有了比較大的變化，《C++標準程式庫》第二版也已出版，我沒有等到中文版的出版，慢慢啃著英文版的第二版。雖然沒有看第一版時候那麼激動，但看到STL變得更好用，心理還是很開心。我正在做到熟練運用STL這條路上穩步前行，希望我學習的速度能趕得上它發展的腳步。 我發現，把學到的東西寫出來，描述出來，能加深對知識的理解和記憶，同時還能給初學者帶來一個參考，也算自己為STL技術的發展和普及盡一份綿薄之力，作為它給我巨大幫助的回報。因此，我要把對STL的學習和應用總結出來，提高自己同時也給想了解STL的人提供參考, 希望STL能給更多人帶去初見時那種“激動到尿褲子”的快感 ;)。
提到學習STL就不能不提到侯捷老師對學習STL劃分的三個境界：
境界一：熟用STL
境界二：瞭解泛型技術內涵和掌握STL的原理及實現
境界三：擴充STL
有很多牛b的人，牛b的公司覺得STL不好用，甚至因為記憶體碎片、執行緒安全之類的問題在專案中明令禁止使用STL，自己來寫或定製STL，也有測試資料表明，他們自己寫的庫確實在效能上會超出STL很多，某些特性甚至相差幾個數量級。這些人已經站到了第三個境界裡，我在第一境界裡仰望著他們，同時希望自己早些達到他們的境界。
STL學習路線
最後分享一個《C++標準程式庫》上的STL和C++泛型程式設計的成長路線圖：以要讀的書來看，
1《C++標準程式庫》-->2《Effective STL》-->3《Generic Programming and the STL》-->4《STL原始碼剖析》-->5《Modern C++ Design》-->6 《C++模板超程式設計》
第1, 2本都看完了，再多加練習，第一個境界就算OK了，就能升級了。
第3, 4本看完了，再多加實踐、思考就算第二個境界合格了。
第5本，就開始教你怎麼玩STL了，讓你離第三境界更近一步。至於怎麼升到第三境界，我想還是需要自己多思考實踐吧，從量變到質變。
第6本是我加上去的，模板超程式設計就開始告訴你怎麼玩轉C++編譯器了，讓你的程式碼跑在編譯時而不是執行時，教你用編譯時多型，而不是執行時多型。你要寫出能控制程式碼的程式碼，生成程式碼的程式碼。有點人工智慧的感覺。
因為C++標準更新的原因, 如果不想停留在C++98時候的STL，你就得再看一些C++11或者更新標準的書，推薦《深入理解C++11新特性》這本書，由C++標準委員會成員和IBM C++編譯器設計團隊共同撰寫，質量保證。最近祁宇也出了一本C++工程實踐方面的書，值得一看。國內的C++新標準的書並不多。
下面這幾個C++連結非常有用，C++語言和STL的官方參考.
作者水平有限，對相關知識的理解和總結難免有錯誤，還望給予指正，非常感謝！
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