标准模板库（STL）是一个有关容器类、算法和迭代器的C++程序组件库，它提供了计算机科学领域内基础的算法和数据结构。STL是一个泛型库，这意味着它的组件被广泛的参数化，几乎每一个组件都用模板来实现。在使用STL之前，你必须首先理解C++模板是如何工作的。
容器和算法
和许多类库一样，STL也包含容器类。所谓容器类，顾名思义，就是用于容纳其它对象的类。STL提供的容器类主要有：vector，list，deque，set，multiset，map，multimap，hash_set，hash_multiset，hash_map以及hash_multimap，这些类都是模板类，都能够被实例化，以容纳任意一种类型的对象。比如，你可以像使用普通C数组一样地使用vector<int>，而vector帮你实现了动态内存的管理，而这原本是很麻烦的地方。阅读下面的代码：
vector<int> v(3); // 声明一个含有3个元素的向量
v[0] = 7;
v[1] = v[0] + 3;
v[2] = v[0] + v[1]; // 3个元素依次为7，10，17
STL也包括一系列的算法，它们可以对容器中所保存的数据进行处理。比如，你可以使用reverse算法将vector中的所有元素进行翻转：
reverse(v.begin(), v.end()); // 翻转后3个元素依次为17，10，7
调用reverse函数时，需注意以下两点：1）它是全局函数，而非任何类的成员函数。2）它需要两个参数，而不是一个。也就是说，reverse作用于一个元素区间，而非某一个容器。只不过在上面的例子中，reverse所翻转的元素区间刚好包括向量v的所有元素，这只是一个巧合。
之所以要这样设计，是因为在STL中算法与容器类是严格分离的。换句话说，reverse不但可以翻转vector中的元素，它同样也能翻转list中的元素，甚至普通C数组它也能应付。下面的代码同样正确：
double A[6] = { 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 };
reverse(A, A + 6);
for (int i = 0; i < 6; ++i)
cout << "A[" << i << "] = " << A[i];
与翻转向量v一样，上面的例子使用了一个区间：第一个参数表示区间的头指针，而第二个参数指向该区间最后一个元素的后一个位置。这个区间可被表示成[A, A+6)，之所以是半开区间，是因为两个端点是不同的。A表示该范围的第一个有效位置，而A+6表示的是该区间最后一个有效位置的下一个位置，A+6本身是无效的位置。
迭代器
在翻转普通C数组的例子中，被翻转的参数显然是double*类型，但是当你使用vector或者list的时候，传入reverse函数的参数是什么类型呢？换句话说，reverse函数所声明的参数类型到底是什么？v.begin()和v.end()的返回值是什么类型？
答案就是：reverse函数所使用的参数类型是迭代器，它是指针的一种泛化。指针本身就是迭代器，这也解释了为什么reverse函数可以翻转普通C数组。类似的，vector内嵌声明了两种数据类型iterator和const_iterator。在上面的例子中，v.begin()和v.end()返回值的类型就是vector<int>::iterator。并非所有迭代器都是内嵌定义的，比如istream_iterator和ostream_iterator，它们并不与任何容器类关联。
迭代器机制是实现算法与容器分离的关键技术。算法被定义成函数模板，其参数被模板化为迭代器，这样一来算法就不受容器的类型限制。考虑下面这个例子，对一个区间进行线性查找，STL的find函数是这样实现的：
template <class InputIterator, class T>
InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& value) {
while(first != last && *first != value)
while(first != last && *first != value)
++first;
return first;
}
find函数含有3个参数，其中两个是迭代器，用于表示区间，另外一个表示在该区间内所查找的值。它按照从前往后的顺序依次检查[first, last)内的每一个迭代器，直到找到指向value的迭代器或者到达区间末尾才停止。
first和last被声明为InputIterator类型，而InputIterator是模板参数，也就是说并没有一种叫InputIterator的类型，当你调用find函数时，编译器将使用真正的参数类型来替换模板类型参数InputItrator和T。假设find的前两个参数类型为int*，第三个参数类型为int，那么当你调用find函数时，就相当于调用了下面的函数：
int* find(int* first, int* last, const int& value) {
while(first != last && *first != value)
while(first != last && *first != value)
++first;
return first;
}
concept和model
不仅对STL算法，对任何一个模板函数都应该考虑下面这个问题，即该模板函数所允许的可以正确替换模板参数的类型集合是什么。比如说，int*或者double*显然可以正确替换find函数中模板参数InputIterator，而int或者double显然不能正确替换InputIterator。因为find函数内部使用了*first这样的表达式，对一个int或double类型的对象来说，对它实行解引用操作是没有任何意义的。因此可以得到一个基本的结论：find函数隐含了对参数类型InputIterator的一组要求，只要满足这些要求的任何类型都可以用来实例化函数模板find。无论是哪种类型，只要它想要成功替换InputIterator，就必须能比较该类型的两个元素是否相等，也要能对该类型进行自加操作，还要能对该类型的对象实行解引用操作从而获得它所指向的对象等。
find函数并非STL中唯一有此要求的算法，比如for_each、count等其它函数也必须满足同样的要求。这类要求非常重要，所以我们给它们一组专门的名称。具体来说，我们称这样的一组类型需求为concept，而将find等函数所对应的特定concept称为“输入迭代器”。当一种类型满足了某种concept的所有类型需求，我们就称这种类型是该concept的一个model。基于这样的定义，int*就是“输入迭代器”的model，因为int*满足了“输入迭代器”所指定的所有操作。
concept并不是C++的一部分，所以并没有一种在程序中声明一种concept的方法，当然也没有一种方法可以声明某种类型是某concept的model。然而，concept却是STL极其重要的部分。使用concept可帮助我们编写出接口与实现相互分离的程序：find函数的作者只需考虑“输入迭代器”所指定的接口，而不必担心每一种可能满足“输入迭代器”的数据类型的所有实现。类似地，如果你想要使用find函数，你唯一需要做的就是考虑传递给它的参数是否为“输入迭代器”的model。这就是为什么find、reverse函数能同时作用于list、vector、普通C数组以及其它类型的原因。基于concept而非基于具体的数据类型来进行程序设计，使得复用和组装程序组件成为可能。
refinement
“输入迭代器”实际上是一个相当弱的concept，换句话说，它所附加的要求比较少。一个“输入迭代器”必须支持指针运算的一个子集（它必须能够对一个“输入迭代器”进行opeartor++操作），但并没必要支持所有的指针运算。对于find函数来说，“输入迭代器”已经足够，但是对于其它一些算法而言，其参数可能需满足额外的要求。比如reverse算法还要求它的参数能够进行opeator--操作，因为reverse内部使用了--last这样的表达式。用concept术语来说，reverse的参数必须是“双向迭代器”的model。
“双向迭代器”concept与“输入迭代器”类似，只不过它附加了额外的要求。所有“双向迭代器”的model同时也是“输入迭代器”model的子集，也就是说“双向迭代器”中的每一个model同时也是“输入迭代器”的model。比如int*既是“双向迭代器”又是“输入迭代器”的model，但是istream_iterator却只是“输入迭代器”的model，因为istream_iterator并不满足“双向迭代器”更高的要求。
在描述“双向迭代器”和“输入迭代器”之间的关系时，我们可以说“双向迭代器”是“输入迭代器”的refinement。refinement这个概念与C++类的“继承”概念很类似，而我们之所以使用不同的词语来表示，是为了强调refinement应用于concept而非实际的数据类型。
实际上，除了前述“输入迭代器”和“双向迭代器”，STL中还有另外3种迭代器，依次为“输出迭代器”、“前向迭代器”以及“随机访问迭代器”。它们之中，“前向迭代器”是“输入迭代器”的refinement，“双向迭代器”则是“前向迭代器”的refinement，而“随机访问迭代器”又是“双向迭代器”的refinement。需要特别注意的是，“输出迭代器”虽然与另外四种迭代器有所关联，但它并不是迭代器refinement体系中的一员，也就是说它不是任何迭代器的refinement，也没有哪一种迭代器是它的refinement。更多有关迭代器的信息，请查看《迭代器概览》。
与迭代器类似，容器类也被组织成为concept层次体系结构。所有的容器类都是“容器”这一concept的model，而更具体的concept，比如sequence和associative容器，描述的则是更为具体的容器类型。
STL的其它部分
如果你理解算法、迭代器以及容器，那么你基本上已经完全明白STL了。不过，STL也包括了其它一些部分。
1）在STL模板库的不同地方使用了一些相当基础的concept和函数。打个比方，assignable是描述数据类型能支持赋值操作符和拷贝构造方法的concept，几乎所有的STL容器类都是assignable的model，同时几乎所有的STL算法都要求它们的参数是assinable的model。
2）一些用于分配和释放内存的底层机制。内存分配器的功能是很强大的，几乎在任何时候使用，你都无需担心它的安全问题。
3）很多的函数对象，或称算子。如果说迭代器是指针的泛化，那么函数对象就是函数的泛化。你可以像使用普通函数那样调用函数对象。与函数对象相关联的concept主要有两个，“单目函数”和“双目函数”。前者是单参数的函数，其调用语法为f(x)；后者是双参数的函数，其调用语法为f(x, y)。函数对象是泛型编程重要的部分，因为它不但抽象了对象的类型，还抽象了所执行的操作。
翻译修订历史：
2012-09-10 首次发布。