STL與泛型編程
從邏輯層次來看，在STL中體現了泛型化程序設計的思想（generic programming），引入了諸多新的概念，比如像需求（requirements），概念（concept），模型（model），容器（container），算法（algorithmn），迭代子（iterator）等。與OOP（object-oriented programming）中的多態（polymorphism）一樣，泛型也是一種軟件的複用技術。
從實現層次看，整個STL是以一種類型參數化（type parameterized）的方式實現的，這種方式基於一個在早先C++標準中沒有出現的語言特性--模板（template）。如果查閱任何一個版本的STL源代碼，你就會發現，模板作爲構成整個STL的基石是一件千真萬確的事情。除此之外，還有許多C++的新特性爲STL的實現提供了方便。
2 STL和C++
沒有C++語言就沒有STL，這麼說毫不爲過。一般而言，STL作爲一個泛型化的數據結構和算法庫，並不牽涉具體語言（當然，在C++裏，它被稱爲STL）。也就是說，如果條件允許，用其他語言也可以實現之。這裏所說的條件，主要是指類似於"模板"這樣的語法機制。但是，爲什麼最終還是C++幸運的承擔了這個歷史性任務呢？原因不僅在於前述那個條件，還在於C++在某些方面所表現出來的優越特性，比如：高效而靈活的指針。但是如果把C++作爲一種OOP（Object-Oriented Programming，面向對象程序設計）語言來看待的話（事實上我們一般都是這麼認爲的，不是嗎？），其功能強大的繼承機制卻沒有給STL的實現幫上多大的忙。在STL的源代碼裏，並沒有太多太複雜的繼承關係。繼承的思想，甚而面向對象的思想，還不足以實現類似STL這樣的泛型庫。C++只有在引入了"模板"之後，才直接導致了STL的誕生。這也正是爲什麼，用其他比C++更純的面嚮對象語言無法實現泛型思想的一個重要原因。當然，事情總是在變化之中，像Java在這方面，就是一個很好的例子，jdk1.4中已經加入了泛型的特性。
此外，STL對於C++的發展，尤其是模板機制，也起到了促進作用。比如：模板函數的偏特化（template function partial specialization），它被用於在特定應用場合，爲一般模板函數提供一系列特殊化版本。這一特性是繼STL被ANSI/ISO C++標準委員會通過之後，在Bjarne和Stepanov共同商討之下並由Bjarne向委員會提出建議的，最終該項建議被通過。這使得STL中的一些算法在處理特殊情形時可以選擇非一般化的方式，從而保證了執行的效率。
3 STL和C++標準函數庫
STL是最新的C++標準函數庫中的一個子集，佔據了整個庫的大約80%的分量。而作爲在實現STL過程中扮演關鍵角色的模板則充斥了幾乎整個C++標準函數庫。在這裏，我們有必要看一看C++標準函數庫裏包含了哪些內容，其中又有哪些是屬於標準模板庫（即STL）的。
C++標準函數庫爲C++程序員們提供了一個可擴展的基礎性框架。我們從中可以獲得極大的便利，同時也可以通過繼承現有類，自己編制符合接口規範的容器、算法、迭代子等方式對之進行擴展。它大致包含了如下幾個組件：
C標準函數庫，基本保持了與原有C語言程序庫的良好兼容，儘管有些微變化。人們總會忍不住留戀過去的美好歲月，如果你曾經是一個C程序員，對這一點一定體會頗深。或許有一點會讓你覺得奇怪，那就是在C++標準庫中存在兩套C的函數庫，一套是帶有.h擴展名的（比如<stdio.h>），而另一套則沒有（比如<cstdio>）。它們確實沒有太大的不同。
語言支持（language support）部分，包含了一些標準類型的定義以及其他特性的定義，這些內容，被用於標準庫的其他地方或是具體的應用程序中。
診斷（diagnostics）部分，提供了用於程序診斷和報錯的功能，包含了異常處理（exception handling），斷言（assertions），錯誤代碼（error number codes）三種方式。
通用工具（general utilities）部分，這部分內容爲C++標準庫的其他部分提供支持，當然你也可以在自己的程序中調用相應功能。比如：動態內存管理工具，日期/時間處理工具。記住，這裏的內容也已經被泛化了（即採用了模板機制）。
字符串（string）部分，用來代表和處理文本。它提供了足夠豐富的功能。事實上，文本是一個string對象，它可以被看作是一個字符序列，字符類型可能是char，或者wchar_t等等。string可以被轉換成char*類型，這樣便可以和以前所寫的C/C++代碼和平共處了。因爲那時侯除了char*，沒有別的。
國際化（internationalization）部分，作爲OOP特性之一的封裝機制在這裏扮演着消除文化和地域差異的角色，採用locale和facet可以爲程序提供衆多國際化支持，包括對各種字符集的支持，日期和時間的表示，數值和貨幣的處理等等。畢竟，在中國和在美國，人們表示日期的習慣是不同的。
容器（containers）部分，STL的一個重要組成部分，涵蓋了許多數據結構，比如前面曾經提到的鏈表，還有：vector（類似於大小可動態增加的數組）、queue（隊列）、stack（堆棧）……。string也可以看作是一個容器，適用於容器的方法同樣也適用於string。現在你可以輕鬆的完成數據結構課程的家庭作業了。
算法（algorithms）部分，STL的一個重要組成部分，包含了大約70個通用算法，用於操控各種容器，同時也可以操控內建數組。比如：find用於在容器中查找等於某個特定值的元素，for_each用於將某個函數應用到容器中的各個元素上，sort用於對容器中的元素排序。所有這些操作都是在保證執行效率的前提下進行的，所以，如果在你使用了這些算法之後程序變得效率底下，首先一定不要懷疑這些算法本身，仔細檢查一下程序的其他地方。
迭代器（iterators）部分，STL的一個重要組成部分，如果沒有迭代器的撮合，容器和算法便無法結合的如此完美。事實上，每個容器都有自己的迭代器，只有容器自己才知道如何訪問自己的元素。它有點像指針，算法通過迭代器來定位和操控容器中的元素。
數值（numerics）部分，包含了一些數學運算功能，提供了複數運算的支持。
輸入/輸出（input/output）部分，就是經過模板化了的原有標準庫中的iostream部分，它提供了對C++程序輸入輸出的基本支持。在功能上保持了與原有iostream的兼容，並且增加了異常處理的機制，並支持國際化（internationalization）。
總體上，在C++標準函數庫中，STL主要包含了容器、算法、迭代器。string也可以算做是STL的一部分。
4 STL與GP，GP與OOP
正如前面所提到的，在STL的背後蘊含着泛型化程序設計（GP）的思想，在這種思想裏，大部分基本算法被抽象，被泛化，獨立於與之對應的數據結構，用於以相同或相近的方式處理各種不同情形。這一思想和麪向對象的程序設計思想（OOP）不盡相同，因爲，在OOP中更注重的是對數據的抽象，即所謂抽象數據類型（Abstract Data Type），而算法則通常被附屬於數據類型之中。幾乎所有的事情都可以被看作類或者對象（即類的實例），通常，我們所看到的算法被作爲成員函數（member function）包含在類（class）中，類與類之間則構成了錯綜複雜的繼承體系。
儘管在象C++這樣的程序設計語言中，你還可以用全局函數來表示算法，但是在類似於Java這樣的純面向對象的語言中，全局函數已經被"勒令禁止"了。因此，用Java來模擬GP思想是頗爲困難的。Alexander Stepanove也曾用基於OOP的語言嘗試過實現GP思想，但是效果並不好，包括沒有引入模板之前的C++語言。站在巨人的肩膀上，我們可以得出這樣的結論，在OOP中所體現的思想與GP的思想確實是相異的。C++並不是一種純面向對象的程序設計語言，它的絕妙之處，就在於既滿足了OOP，又成全了GP。對於後者，模板立下了汗馬功勞。另外，需要指出的是，儘管GP和OOP有諸多不同，但這種不同還不至於到"水火不容"的地步。並且，在實際運用的時候，兩者的結合使用往往可以使問題的解決更爲有效。作爲GP思想實例的STL本身便是一個很好的範例，如果沒有繼承，不知道STL會是什麼樣子，似乎沒有人做過這樣的試驗。
5 例程（分別用傳統C++，STL風格的C++實現）
（1）傳統C++實現
// name:example2_1.cpp
// alias:Rubish
#include <stdlib.h>
#include <iostream.h>
int compare(const void *arg1, const void *arg2);
void main(void)
{
const int max_size = 10; // 數組允許元素的最大個數
int num[max_size]; // 整型數組
// 從標準輸入設備讀入整數，同時累計輸入個數，
// 直到輸入的是非整型數據爲止
int n;
for (n = 0; cin >> num[n]; n ++);
// C標準庫中的快速排序（quick-sort）函數
qsort(num, n, sizeof(int), compare);
// 將排序結果輸出到標準輸出設備
for (int i = 0; i < n; i ++)
cout << num[i] << "/n";
}
// 比較兩個數的大小，
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2小，則返回-1
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2大，則返回1
// 如果*(int *)arg1等於*(int *)arg2，則返回0
int compare(const void *arg1, const void *arg2)
{
return (*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? -1 :
(*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0;
}
這是一個和STL沒有絲毫關係的傳統風格的C++程序。因爲程序的註釋已經很詳盡了，所以不需要再做更多的解釋。總的說來，這個程序看起來並不十分複雜（本來就沒有太多功能）。只是，那個compare函數，看起來有點費勁。指向它的函數指針被作爲最後一個實參傳入qsort函數，qsort是C程序庫stdlib.h中的一個函數。以下是qsort的函數原型：
void qsort(void *base, size_t num, size_t width,
int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );
看起來有點令人作嘔，尤其是最後一個參數。大概的意思是，第一個參數指明瞭要排序的數組（比如：程序中的num），第二個參數給出了數組的大小（qsort沒有足夠的智力預知你傳給它的數組的實際大小），第三個參數給出了數組中每個元素以字節爲單位的大小。最後那個長長的傢伙，給出了排序時比較元素的方式（還是因爲qsort的智商問題）。
（2）STL風格的C++實現
// name:example2_2.cpp
// alias:The first STL program
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void main(void)
{
vector<int> num; // STL中的vector容器
int element;
// 從標準輸入設備讀入整數，
// 直到輸入的是非整型數據爲止
while (cin >> element)
num.push_back(element);
// STL中的排序算法
sort(num.begin(), num.end());
// 將排序結果輸出到標準輸出設備
for (int i = 0; i < num.size(); i ++)
cout << num[i] << "/n";
}
sort是STL中的標準算法，用來對容器中的元素進行排序。它需要兩個參數用來決定容器中哪個範圍內的元素可以用來排序。這裏用到了vector的另兩個類屬成員函數。begin()用以指向vector的首端，而end()則指向vector的末端。這裏有兩個問題，begin()和end()的返回值是什麼？這涉及到STL的另一個重要部件--迭代器（Iterator），不過這裏並不需要對它做詳細瞭解。你只需要把它當作是一個指針就可以了，一個指向整型數據的指針。相應的sort函數聲明也可以看作是void sort(int* first, int* last)，儘管這實際上很不精確。另一個問題是和end()函數有關，儘管前面說它的返回值指向vector的末端，但這種說法不能算正確。事實上，它的返回值所指向的是vector中最末端元素的後面一個位置，即所謂pass-the-end value。這聽起來有點費解，不過不必在意，這裏只是稍帶一提。總的來說，sort函數所做的事情是對那個準整型數組中的元素進行排序，一如第一個程序中的那個qsort，不過比起qsort來，sort似乎要簡單了許多。
這個程序的主要部分改用了STL的部件，看起來要比第一個程序簡潔一點，你已經找不到那個討厭的compare函數了。程序的運行結果和前面和前面的大致差不多，並且這個程序是足夠健壯的。
（3）唯美主義的STL風格實現（對（2）的改進）
// name:example2_3.cpp
// alias:aesthetic version
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>
using namespace std;
void main(void)
{
typedef vector<int> int_vector;
typedef istream_iterator<int> istream_itr;
typedef ostream_iterator<int> ostream_itr;
typedef back_insert_iterator< int_vector > back_ins_itr;
// STL中的vector容器
int_vector num;
// 從標準輸入設備讀入整數，
// 直到輸入的是非整型數據爲止
copy(istream_itr(cin), istream_itr(), back_ins_itr(num));
// STL中的排序算法
sort(num.begin(), num.end());
// 將排序結果輸出到標準輸出設備
copy(num.begin(), num.end(), ostream_itr(cout, "/n"));
}
在這個程序裏幾乎每行代碼都是和STL有關的（除了main和那對花括號，當然還有註釋），並且它包含了STL中幾乎所有的各大部件（容器container，迭代器iterator, 算法algorithm, 適配器adaptor），唯一的遺憾是少了函數對象（functor）的身影。