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laLa '''Standard Template Library''' ('''STL)''') è una [[Librerialibreria software]]. Faper parteil dellalinguaggio Standarddi Library del linguaggioprogrammazione [[C plus plus|C++]] eche definisce [[Strutturequattro daticomponenti genericheprincipali: contenitori, [[iteratore|iteratori]], [[Iteratore,Iteratorialgoritmo|algoritmi]] e [[AlgoritmiFuntore generici(programmazione)|funtori]].
STL offre un insieme di [[classe (informatica)|classi]] C++, quali ad esempio i contenitori e gli [[Array associativo|array associativi]], che possono essere usati con qualunque [[tipo di dato]] – sia esso predefinito o costruito dall'utente – che supporti alcune istruzioni elementari (copia, assegnazione, ecc.). Gli algoritmi implementati in STL risultano indipendenti dai container, cosa che riduce significativamente la complessità della libreria.
==Descrizione==
La STL costituisce uno strato software ormai divenuto fondamentale per i programmatori [[C plus plus|C++]], cui fornisce un set precostituito di classi comuni, come containers e array associativi, che possono essere utilizzati con qualsiasi tipo, sia primitivo che definito dall'utente, con il supporto ad alcune operazioni elementari come copia ed assegnamento.
STL è basata sui [[template]], un approccio che permette il [[Polimorfismo (informatica)|polimorfismo]] in fase di compilazione, nettamente più efficiente del polimorfismo in fase di esecuzione. STL fu la prima libreria di algoritmi e strutture dati generiche per il C++; si basa su quattro idee di fondo: programmazione generica, [[Astrazione (informatica)|astrazione]] senza perdita di efficienza, [[Architettura di von Neumann|modello di elaborazione]] di [[John von Neumann|Von Neumann]] e semantica dei valori.
La STL raggiunge questo risultato attraverso il massiccio utilizzo dei [[Programmazione generica|template]]s. In pratica lo standard ([[ISO/IEC 14882]]) non richiede alle software houses che sviluppano i [[Compilatori|compilatori]], a differenza delle librerie standard del C e del C++, di generare una libreria con codice oggetto cui linkare i programmi che la utilizzano, ma segue un'altra via: le classi e le funzioni non sono dei "prodotti finiti", ma poco più che degli schemi; al momento dell'istanziamento di un oggetto o funzione template, tramite una sintassi particolare, possono essere specificati dei parametri (ad esempio, il tipo che deve essere contenuto in una struttura dati, o la funzione utilizzata per allocare memoria, etc.) utilizzati di volta in volta dal compilatore per generare in linea il codice finale per quell'oggetto, che quindi verrà in un secondo momento convertito in codice oggetto (binario).
STL è stata progettata e sviluppata presso la [[Hewlett-Packard]] da Alexander Stepanov e Meng Lee e sono state incluse nello standard ANSI/ISO nel 1995.
Questo tipo di approccio è molto potente e genera codice più efficiente di quello ottenuto attraverso il meccanismo dell'ereditarietà; lo svantaggio è nella generazione del codice, che può risultare molto complesso, tanto da creare talvolta problemi ai compilatori, ai quali può succedere di fallire la compilazione di costrutti validi, di produrre codice non valido, o richiedere al programmatore sforzi ulteriori (non richiesti, in teoria, dallo standard) per ottenere il risultato voluto.
STL e le idee contenute in essa, hanno avuto una notevole influenza nello sviluppo della [[C++ Standard Library]] con numerosi programmatori che hanno contribuito allo sviluppo di entrambe le librerie, malgrado ciò le due librerie sono rimaste distinte e nessuna delle due è un super-insieme definito dell'altra.
La Standard Template Library è stata la prima libreria a contenere algoritmi e strutture dati generici, seguendo quattro concetti base: programmazione generica, astrattezza senza perdita di efficienza, il [[Architettura di von Neumann|modello computazionale di Von Neumann]], and value semantics.
=== Contenitori ===
I [[container (informatica)|contenitori]] della STL si dividono in sequenziali e associativi. A loro volta, una parte dei contenitori sequenziali può essere definita come adattatori, in quanto sono in effetti delle interfacce ridotte e specializzate dei contenitori principali che non implementano iteratori nella loro interfaccia. I contenitori standard sequenziali includono vector, list e deque. E comprendono gli adattatori queue, priority_queue e stack. I contenitori associativi sono set, multiset, map e multimap.
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto"
!Contenitore || Descrizione
===Containers===
|-
La STL contiene containers sequenziali e associativi. Tra i containers sequenziali troviamo: ''vector'', ''string'' e ''deque''. I [[associative array|containers associativi]] standard sono ''set'', ''multiset'', ''map'' e ''multimap''.
! colspan="2"| Sequenziali
|-
|[[vector (STL)|vector]]
|un [[array dinamico]], simile all'[[array]] del C (per esempio, capace di [[accesso casuale]]) con la capacità di ridimensionarsi automaticamente a causa dell'inserimento o della cancellazione di elementi. Gli elementi sono memorizzati su una porzione di memoria continua. L'inserimento e la rimozione degli elementi nel/dal vector in coda viene effettuato in tempo costante <math>(O(1))</math>. L'inserimento e la rimozione all'inizio o nel centro e la ricerca vengono effettuate in tempo lineare <math>(O(n))</math>.
|-
|[[list (STL)|list]]
|una lista bidirezionale; gli elementi non sono memorizzati in una memoria continua. Per questo motivo non è possibile accedere direttamente ad un elemento della lista [[accesso casuale]], ma è necessario farlo tramite l'utilizzo di un [[iteratore]]. L'accesso agli elementi viene quindi effettuato con tempo lineare <math>(O(n))</math> così come la ricerca, tuttavia le operazioni di inserimento e cancellazione vengono effettuate in tempo costante <math>(O(1))</math>.
|-
! colspan="2"| Associativi
|-
|[[set (STL)|set]]
|un insieme ordinato che non consente duplicati; l'inserimento e la cancellazione degli elementi in un insieme non invalida il puntamento degli iteratori nell'insieme. Le operazioni sono l'unione, intersezione, differenza, differenza simmetrica e il test di inclusione.
|-
|multiset
|come per il set, ma consente la presenza di elementi duplicati.
|-
|[[map (STL)|map]]
|un array associativo ordinato rispetto alla chiave; consente la mappatura di un dato (chiave) associato ad un altro (valore). Entrambi i tipi di dato possono essere definiti dall'utente. Permette ricerche rapide rispetto alla chiave, l'accesso ai dati ha tempo logaritmico <math>(O(log \ n))</math>. Non consente di assegnare più chiavi ad un singolo valore.
|-
|multimap
|come per la map, ma consente la presenza di chiavi duplicate.
|-
|hash_set
hash_multiset<br />hash_map<br />hash_multimap
|simili al set, multiset, map o multimap, rispettivamente, ma implementati usando una [[tabella hash]]; le chiavi non sono ordinate, ma una [[funzione hash]] deve esistere per ogni tipo di chiave. Questi contenitori non fanno parte della Libreria Standard C++, ma sono inclusi nella estensione SGI della STL, e sono comunemente incluse come per esempio nella libreria del GNU C++, nel [[namespace]] <code>__gnu_cxx</code> o nel namespace std_ext di Visual Studio. Potrebbero essere incluse nelle estensioni future dello standard C++.
|}
=== Algoritmi ===
'''vector''' - è un tipo di [[array]] C-like (cioè consente l'accesso casuale) la capacità di ridimensionarsi automaticamente all'atto dell'inserimento o della cancellazione di un oggetto. Inserting and removing an element to/from back of the vector at the end takes constant time. Inserting and erasing at the beginning or in the middle is linear in time.
Nella STL sono inclusi numerosi algoritmi per eseguire operazioni come la ricerca e l'ordinamento. Tali algoritmi sono comunemente utilizzati per la manipolazione dei container in maniera indiretta, cioè solo tramite [[iteratore|iteratori]]. Molti di questi algoritmi operano su un intervallo del container definito dall'utente tramite due iteratori che indicano gli estremi dell'intervallo.
{{C++}}
'''deque''' (''double ended [[queue]]'') - a vector with insertion/erase at the beginning in amortized constant time, however lacking some guarantees on iterator validity after altering the deque.
{{portale|informatica}}
'''set''' - inserting/erasing elements in a set does not invalidate iterators pointing in the set. Provides set operations [[union (set theory) | union]], [[intersection (set theory) | intersection]], difference, [[symmetric difference]] and test of inclusion.
[[ frCategoria:Standard Template Library | ]] ▼Libraries implementing STL often include [[hash table | hashed]] variants: ''hash_set'', ''hash_multiset'', ''hash_map'' and ''hash_multimap'', however this extension is not part of standard and are defined in various [[namespace]]s among implementations as a result.
===Iterators===
The STL implements five different types of iterators. These are ''input iterators'', ''output iterators'', ''forward iterators'', ''bidirectional iterators'' and ''random access iterators''.
===Functors===
The STL includes classes that overload the function operator (operator()). Classes that do this are called functor classes or [[function object|function classes]]. They are useful for keeping and retrieving state information in functions passed into other functions.
==Storia==
L'architettura della STL è stata creata in buona parte da [[Alexander Stepanov]]. Nel [[1979]] cominciò ad implementare le sue idee iniziali sulla [[Programmazione generica]], esplorando le sue potenzialità, rivoluzionarie nel campo dello sviluppo del software. Anche se [[Dave Musser]] aveva già sviluppato precedentemente alcuni aspetti della programmazione generica nel [[1971]], i suoi contributi furnono limitati ad una area molto specializzata dello sviluppo software, la (computer [[algebra]]).
Stepanov riconobbe il pieno potenziale della programmazione generica e persuase i suoi allora colleghi della [[General Electric|General Electric Research and Development]] (tra i quali, principalmente, [[Dave Musser]] e [[Deepak Kapur]]) che la programmazione generica should be pursued as a comprehensive basis for software development. A quei tempi non esisteva un supporto reale alla programmazione generica in nessun linguaggio di programmazione.
Il primo linguaggio di una certa importanza a dare tale supporto fu il [[Linguaggio di programmazione Ada]], con le sue generic units. Dal [[1987]] Stepanov e Musser svilupparono e distribuirono una libreria Ada per il processamento di liste che racchiudeva i risultati di buona parte delle loro ricerche sulla programmazione generica. Comunque, l'Ada non ha mai avuto molta diffusione al di fuoari dell'[[industria della difesa]] e il C++ sembrava avere migliori possibilità di diffusione e di provvedere un buon supporto alla programmazione generica anche se il linguaggio era ancora relativamente immaturo (ancora non supportava i templates, aggiunti solo in un secondo momento). Un'altra ragione che ha spinto verso l'utilizzo del C++, che Stepanov riconobbe quasi subito, fu il modello computazionale del C/C++ che consente un accesso molto flessibile alla memorizzazione attraverso i puntatori, cruciale per ottenere genericità senza perdere in efficienza.
Furono necessarie molte ricerche e sperimentazioni, non solo per sviluppare i singoli componenti, ma per sviluppare un'architettura completa per una libreria di componenti basata sulla programmazione generica. Prima ai [[Bell Laboratories|AT&T Bell Laboratories]] e in seguito alla [[Hewlett-Packard|Hewlett-Packard Research Labs]], Stepanov sperimentò molte furmulazioni architettulare e algoritmiche, prima in [[Linguaggio di programmazione C|C]] e in seguito in C++. Musser collaborò a questa ricerca e nel [[1992]] [[Meng Lee]] entrò a far parte del progetto di Stepanov alla HP e ne divenne uno dei principali contributor.
This work undoubtedly would have continued for some time as just a research project or at best would have resulted in an HP proprietary library if [[Andrew Koenig]] of Bell Labs had not become aware of the work and asked Stepanov to present the main ideas at a November [[1993]] meeting of the [[ANSI/ISO committee]] for C++ standardization. The committee's response was overwhelmingly favorable and led to a request from Koenig for a formal proposal in time for the March [[1994]] meeting. Despite the tremendous time pressure, Alex and Meng were able to produce a draft proposal that received preliminary approval at that meeting.
The committee had several requests for changes and extensions (some of them major), and a small group of committee members met with Stepanov and Lee to help work out the details. The requirements for the most significant extension (associative containers) had to be shown to be consistent by fully implementing them, a task Stepanov delegated to Musser. It would have been quite easy for the whole enterprise to spin out of control at this point, but again Stepanov and Lee met the challenge and produced a proposal that received final approval at the July 1994 ANSI/ISO committee meeting. (Additional details of this history can be found in an interview [[Alexander Stepanov]] gave in the March [[1995]] issue of [[Dr. Dobb's Journal]].)
Subsequently, the Stepanov and Lee document 17 was incorporated into the ANSI/ISO C++ draft standard (1, parts of clauses 17 through 27). It also influenced other parts of the C++ Standard Library, such as the string facilities, and some of the previously adopted standards in those areas were revised accordingly.
In spite of STL's success with the committee, there remained the question of how STL would make its way into actual availability and use. With the STL requirements part of the publicly available draft standard, compiler vendors and independent software library vendors could have course develop their own implementations and market them as separate products or as selling points for their other wares. One of the first edition's authors, [[Atul Saini]], was among the first to recognize the commercial potential and began exploring it as a line of business for his company, [[Modena Software Incorporated]], even before STL had been fully accepted by the committee.
The prospects for early widespread dissemination of STL were considerably improved with Hewlett-Packard's decision to make its implementation freely available on the [[Internet]] in August 1994. This implementation, developed by Stepanov, Lee, and Musser during the standardization process, became the basis of all implementations offered by compiler and library vendors today.
==References==
* [[Scott Meyers]], ''[[Effective STL|Effective STL: 50 Specific Ways to Improve Your Use of the Standard Template Library]]'' ISBN 0201749629
==External links==
*[http://dmoz.org/Computers/Programming/Languages/C%2b%2b/Class_Libraries/STL/ Collection of Links for the STL]
*[http://www.sgi.com/tech/stl/stl_introduction.html SGI Introduction to the STL]
[[Category:C programming language family]]
[[de:Standard_Template_Library]]
[[et:CPP-STL]]
▲[[fr:Standard Template Library]]
[[pl:Standard Template Library]]
[[zh:标准模板库]]
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