کتابخانه استاندارد قالب

کتابخانه استاندارد قالب (به انگلیسی: Standard Template Library) (مخفف: STL)  یک کتابخانه نرم افزاری برای زبان برنامه نویسی ++C است که بسیاری از قسمت های کتابخانه استاندارد ++C را تحت تأثیر قرار داده است.

کتابخانه استاندارد چهار جزء دارد:
 algorithms
 containers
functions
 iterators
STL مجموعه ای از کلاسهای متداول را برای ++C مانند کانتینرها و آرایه های انجمنی ارائه می دهد که می تواند با هر نوع داخلی و با هر نوع تعریف شده توسط کاربر که از برخی عملیات های ابتدایی پشتیبانی می کند (مانند کپی و انتساب) استفاده شود. الگوریتم های STL مستقل از کانتینرها نیستند ، که به طور قابل توجهی از پیچیدگی کتابخانه می کاهد.

STL با استفاده از الگوها به نتایج خود می رسد. این رویکرد چندشکلی  compile-time را ارائه می دهد که اغلب کارآمدتر از چند شکلی سنتی run-time است. کامپایلرهای مدرن ++C  تنظیم شده اند تا خطا ها را با استفاده از STL را به حداقل برسانند.

STL به عنوان اولین کتابخانه الگوریتمهای عمومی و ساختارهای داده برای ++C با چهار ایده در ذهن ایجاد شده است: برنامه‌نویسی همگانی ، انتزاع بدون از دست دادن کارایی ، معماری فون نویمان و Value semantics.

تاریخچه 
تاریخچه کامل : History of the Standard Template Library

در نوامبر 1993 الكساندر استپانوف كتابخانه ای را براساس برنامه نویسی همگانی به كمیته ANSI / ISO برای استانداردسازی ++C ارائه داد. و با پاسخ مثبت کمیته رو به رو شد و منجر به درخواست آندرو کونیگ برای پیشنهاد رسمی در جلسه مارس 1994 شد.کمیته چندین درخواست تغییر و الحاق داشت و اعضای کمیته با استپانوف و منگ لی ملاقات کردند تا به جزئیات کمک کنند.الزامات مهمترین الحاقات (کانتینرهای انجمنی) باید با اجرای کامل آنها سازگار باشد ، وظیفه ای که استپانوف به دیوید موسر محول کرد.پیشنهادی در جلسه کمیته ANSI / ISO در ژوئیه 1994 تصویب نهایی شد.متعاقباً ، سند 17 استپانوف و لی در پیش نویس استاندارد ANSI / ISO C ++ گنجانیده شد (1 ، بخشهایی از بندهای 17 تا 27).

چشم انداز انتشار گسترده STL با تصمیم Hewlett-Packard برای در دسترس قرار دادن اجرای آن در اینترنت در ماه آگوست 1994 به طور قابل توجهی بهبود یافت.

اجزاء

Containers 
STL شامل کانتینر های ترتیبی (sequence containers) و وابسته (associative containers) می شود. کانتینرها اشیایی هستند که داده ها را ذخیره می کنند. 

کانتینر های ترتیبی (sequence containers) شامل موارد زیر می شوند :

 vector
 deque
 list

و کانتینر های وابسته (associative containers) شامل موارد زیر می شوند :

 set
 multiset
 map
 multimap
 hash_set
 hash_map
 hash_multiset
 hash_multimap

همچنین  کانتینر های ، prior_queue و stack وجود دارند که کانتینرهایی با interface های خاص هستند و از کانتینر های دیگر به عنوان پیاده سازی استفاده می کنند.

Iterators 
این کتابخانه شامل پنج نوع تکرارشونده است که عبارت اند از:

input iterators  (که فقط برای خواندن مقادیر به صورت ترتیبی قابل استفاده هستند)،

output iterators (که فقط برای نوشتن مقادیر به صورت ترتیبی قابل استفاده هستند)،

forward iterators (که قابل خواندن ، نوشتن و حرکت به جلو است)،

bidirectional iterators (مانند forward iterators هستند ، اما همچنین می توانند به عقب حرکت کنند) و

random access iterators (که می توانند با تعداد آزادانه هر مرحله را در یک عملیات حرکت دهند)

یک مفهوم اساسی STL محدوده ای است که یک جفت تکرار شونده است که ابتدا و انتهای محاسبه را تعیین می کند و بیشتر قالب های الگوریتمی کتابخانه که بر روی ساختارهای داده کار می کنند دارای رابط هایی هستند که از بازه استفاده می کنند.

bidirectional iterators ممکن است مانند random access iterators عمل کنند ، بنابراین حرکت به جلو در ده مرحله می تواند با حرکت به جلو در یک مرحله و در کل ده بار انجام شود. با این وجود ، random access iterators مجزا مزایای کارایی را به همراه دارد. به عنوان مثال ، یک بردار یک random access iterators دارد ، اما یک لیست فقط یک bidirectional iterators دارد.

تکرار کننده ها ویژگی اصلی هستند که به کلیات STL اجازه می دهند. به عنوان مثال ، یک الگوریتم برای معکوس سازی یک توالی می تواند با استفاده از bidirectional iterators پیاده سازی شود ، و سپس همان پیاده سازی را می توان در لیست ها ، vectors و deques استفاده کرد. کانتینرهای ایجاد شده توسط کاربر فقط باید یک تکرار کننده ارائه دهند که یکی از پنج رابط استاندارد تکرار کننده را پیاده سازی کند و تمام الگوریتم های ارائه شده در STL را می توان روی کانتینر ها استفاده کرد.

Algorithms 
تعداد زیادی الگوریتم برای انجام فعالیتهایی از قبیل جستجو و مرتب سازی در STL ارائه شده است که هرکدام برای نیاز به سطح مشخصی از تکرار کننده پیاده سازی شده اند (و بنابراین بر روی هر کانتینر که از طریق تکرار کننده ها رابطی را فراهم می کند کار خواهند کرد).

Functions 
شمول شدن کتابخانه الگوریتم توابعی را به همراه دارد که در ترتیب دهی و جستجو در آرایه‌ها بسیار مفید است.الگوریتم‌ها در ظروف نقش بسیار مفیدی دارند.

منابع 

برنامه‌نویسی جنریک
کتابخانه استاندارد سی++