[C++] 표준 템플릿 라이브러리(STL) 개요

C++ 표준 템플릿 라이브러리(STL) 개요

표준 템플릿 라이브러리(STL: Standard Template Libray)는 여러 자료 구조, 함수, 알고리즘 등을 사용하기 쉽게 정형화해서 라이브러리화 해둔 것입니다.
엄밀하게 말하면 이미 만들어진 템플릿을 이용하기 위해 불러와서 사용하는 것은 C++ Standard Library라고 부르는 것이 맞지만 STL이라고 불러왔기 때문에 굳혀져 지금도 STL이라고 부르고 있습니다.

STL을 잘 사용하면 시간과 성능을 절약할 수 있습니다.

표준 라이브러리 구성

C++ 표준 라이브러리의 인터페이스는 다음과 같은 헤더로 정의돼 있습니다.

연결되어있는 링크는 해당 헤더를 공부한 후 블로그에 정리한 내용으로 연결됩니다.

Concepts library

• <concepts>(C++20) Fundamental library concepts

Coroutines library

• <coroutine>(C++20) Coroutine support library

Utillities library

• <any>(C++17) std::any 클래스
• <bitset> std::bitset 클래스 템플릿
• <chrono> (C++11) C++ 시간 유틸리티
• <compare> (C++20) Three-way 비교 연산자 지원
• <csetjmp> 실행 컨텍스트에 저장(및 점프)하는 매크로(및 함수)
• <csignal> 시그널 관리를 위한 함수 및 매크로 상수
• <cstdarg> 가변 길이 인수 목록 처리
• <cstddef> 표준 매크로 및 typedef
• <cstdlib> 범용 유틸리티: 프로그램 제어, 동적 메모리 할당, 난수, 정렬 및 검색
• <ctime> C 스타일 시간/날짜 유틸리티
• <debugging> (C++26) 디버깅 라이브러리
• <expected> (C++23) std::expected 클래스 템플릿
• <functional> 함수 객체, 함수 호출, 바인딩 작업 및 참조 래퍼
• <initializer_list> (C++11) std::initializer_list 클래스 템플릿
• <optional> (C++17) std::optional 클래스 템플릿
• <source_location> (C++20) 소스 코드 위치를 얻는 수단을 제공
• <tuple> (C++11) std::tuple 클래스 템플릿
• <type_traits> (C++11) 컴파일 타임 자료형 정보
• <typeindex> (C++11) std::type_index
• <typeinfo> 런타임 자료형 정보 유틸리티
• <utility> 각종 유틸리티 구성요소
• <variant> (C++17) std::variant 클래스 템플릿
• <version> (C++20) 구현에 따른 라이브러리 정보를 제공

Dynamic memory management

• <memory> 고수준 메모리 관리 유틸리티
• <memory_resource> (C++17) 다형성 할당자와 메모리 리소스
• <new> 저수준 메모리 관리 유틸리티
• <scoped_allocator> (C++11) 중첩 할당자 클래스

Numeric limits

• <cfloat> float 자료형의 제한
• <cinttypes> (C++11) 서식 지정 매크로, intmax_t 및 uintmax_t 수학 및 변환
• <climits> 정수 계열 자료형의 제한
• <cstdint> (C++11) 고정 크기 자료형 및 기타 자료형의 제한
• <limits> 산술 자료형의 속성을 쿼리하는 표준화된 방법
• <stdfloat> (C++23) 고정 크기 float 자료형

Error handling

• <cassert> 인수를 0과 비교하는 조건부 컴파일 매크로
• <cerrno> 마지막 오류 번호가 포함된 매크로
• <exception> 예외 처리 유틸리티
• <stacktrace> (C++23) Stacktrace 라이브러리
• <stdexcept> 표준 예외 객체
• <system_error> (C++11) 플랫폼 종속 오류 코드인 std::error_code를 정의

Strings library

• <cctype> 문자 데이터에 포함된 자료형을 결정하는 함수
• <charconv> (C++17) std::to_chars 와 std::from_chars
• <cstring> 다양한 문자열 처리 함수
• <cuchar> (C++11) C 스타일 유니코드 문자 변환 함수
• <cwchar> 다양한 와이드 및 멀티바이트 문자열 처리 함수
• <cwctype> 와이드 문자 데이터에 포함된 자료형을 결정하는 함수
• <format> (C++20) std::format을 포함한 형식 지정 라이브러리
• <string> std::basic_string 클래스 템플릿
• <string_view> (C++17) std::basic_string_view 클래스 템플릿

Containers library

자료를 저장하는 자료구조들의 클래스 템플릿입니다.

STL 컨테이너들은 기본(base) 클래스로 사용되기 위한 것이 아닙니다.
소멸자들은 의도적으로 non-virtual입니다.

• <array> (C++11) std::array 컨테이너
• <deque> std::deque 컨테이너
• <flat_map> (C++23) std::flat_map과 std::flat_multimap 컨테이너 어댑터
• <flat_set> (C++23) std::flat_set과 std::flat_multiset 컨테이너 어댑터
• <forward_list> (C++11) std::forward_list 컨테이너
• <list> std::list 컨테이너
• <map> std::map과 std::multimap 연관 컨테이너
• <mdspan> (C++23) std::mdspan 뷰
• <queue> std::queue 와 std::priority_queue 컨테이너 어댑터
• <set> std::set과 std::multiset 연관 컨테이너
• <span> (C++20) std::span 뷰
• <stack> std::stack 컨테이너 어댑터
• <unordered_map> (C++11) std::unordered_map과 std::unordered_multimap 비정렬 연관 컨테이너
• <unordered_set> (C++11) std::unordered_set과 std::unordered_multiset 비정렬 연관 컨테이너
• <vector> std::vector 컨테이너

Iterators library

컨테이너 원소를 접근 또는 요소간 이용하는 용도로 사용됩니다.

반복자로 번역하기도 하지만 단어 의미와 맞지 않은 경우가 있습니다.

• <iterator> 범위 이터레이터

Ranges library

• <generator> (C++23) std::generator 클레스 템플릿
• <ranges> (C++20) 범위 액세스, 기본 요소, 요구 사항, 유틸리티 및 어댑터

Algorithms library

정렬, 삭제, 검색등의 템플릿 함수들이 있습니다.

• <algorithm> 범위에서 작동하는 알고리즘
• <execution> (C++17) 알고리즘의 병렬 버전에 대해 사전 정의된 실행 정책

Numerics library

일반적인 수학적 함수, 자료형과 최적화된 숫자 배열, 난수 생성 지원이 포함됩니다.

• <bit> (C++20) 비트 조작 함수
• <cfenv> (C++11) 부동 소수점 환경 액세스 함수
• <cmath> 일반적인 수학 함수
• <complex> 복소수 자료형
• <linalg> (C++26) 기초 선형 대수 알고리즘
• <numbers> (C++20) 수학 상수
• <numeric> 컨테이너의 값에 대한 숫자 연산
• <random> (C++11) 난수 생성기 및 분포
• <ratio> (C++11) 컴파일 시간 유리수 산술
• <valarray> 값 배열의 표현과 조작을 위한 클래스

Localization library

• <clocale> C 지역화 유틸리티
• <codecvt> (C++11) (deprecated in C++17) (removed in C++26) 유니코드 변환 기능
• <locale> 현지화 유틸리티
• <text_encoding> (C++26) 텍스트 인코딩 식별

Input/output library

• <cstdio> C 스타일 입출력 함수
• <fstream> std::basic_fstream, std::basic_ifstream, std::basic_ofstream 클래스 템플릿 및 여러 typedef
• <iomanip> 입력 및 출력 형식을 제어하는 헬퍼 함수
• <ios> std::ios_base 클래스, std::basic_ios 클래스 템플릿 및 여러 typedef
• <iosfwd> 입력/출력 라이브러리에 있는 모든 클래스의 전방 선언
• <iostream> 여러 표준 스트림 객체
• <istream> std::basic_istream 클래스 템플릿 및 여러 typedef
• <ostream> std::basic_ostream, std::basic_iostream 클래스 템플릿 및 여러 typedef
• <print> (C++23) std::print를 포함한 형식 지정된 출력 라이브러리
• <spanstream> (C++23) std::basic_spanstream, std::basic_ispanstream, std::basic_ospanstream 클래스 템플릿 및 typedefs
• <sstream> std::basic_stringstream, std::basic_istringstream, std::basic_ostringstream 클래스 템플릿 및 여러 typedef
• <streambuf> std::basic_streambuf 클래스 템플릿
• <strstream> (deprecated in C++98) (removed in C++26) std::strstream, std::istrstream, std::ostrstream
• <syncstream> (C++20) std::basic_osyncstream, std::basic_syncbuf, 및 typedefs

Filesystem library

• <filesystem> (C++17) std::path 클래스 및 지원 함수

Regular Expressions library

• <regex> (C++11) 정규표현식 처리를 지원하는 클래스, 알고리즘 및 이터레이터

Atomic Operations library

• <atomic> (C++11) Atomic 연산 라이브러리

Thread support library

• <barrier> (C++20) Barriers
• <condition_variable> (C++11) Thread waiting conditions
• <future> (C++11) Primitives for asynchronous computations
• <hazard_pointer> (C++26) Hazard pointers
• <latch> (C++20) Latches
• <mutex> (C++11) 상호 배제 프리미티브
• <rcu> (C++26) 읽기-복사 업데이트 매커니즘 / 동기화 매커니즘
• <semaphore> (C++20) 세마포어들
• <shared_mutex> (C++14) 공유 상호 배제 프리미티브
• <stop_token> (C++20) std::jthread에 대한 중지 토큰
• <thread> (C++11) std::thread 클래스 및 지원 함수

C compatibility headers

xxx.h 형식의 일부 C 표준 라이브러리 헤더의 경우 C++ 표준 라이브러리에는 동일한 이름의 헤더와 다른 형식의 헤더(cxxxx.h)가 포함되어 있습니다.

<complex.h>를 제외하고 C++ 표준 라이브러리에 포함 된 xxx.h 형식의 C 표준 라이브러리의 헤더는 전역 네임 스페이스입니다.

cxxx 헤더가 std 네임 스페이스에 각 이름을 배치합니다.
예를 들어 <cstdlib>를 포함하면 std::malloc과 ::malloc 둘 다 사용할 수 있고, <stdlib.h>를 포함하면 ::malloc만 사용할 수 있습니다.

• <assert.h> Behaves same as <cassert>
• <ctype.h> Behaves as if each name from <cctype> is placed in global namespace
• <errno.h> Behaves same as <cerrno>
• <fenv.h> (C++11) Behaves as if each name from <cfenv> is placed in global namespace
• <float.h> Behaves same as <cfloat>
• <inttypes.h> (C++11) Behaves as if each name from <cinttypes> is placed in global namespace
• <limits.h> Behaves same as <climits>
• <locale.h> Behaves as if each name from <clocale> is placed in global namespace
• <math.h> Behaves as if each name from <cmath> is placed in global namespace, except for names of mathematical special functions
• <setjmp.h> Behaves as if each name from <csetjmp> is placed in global namespace
• <signal.h> Behaves as if each name from <csignal> is placed in global namespace
• <stdarg.h> Behaves as if each name from <cstdarg> is placed in global namespace
• <stddef.h> Behaves as if each name from <cstddef> is placed in global namespace, except for names of std::byte and related functions
• <stdint.h> (C++11) Behaves as if each name from <cstdint> is placed in global namespace
• <stdio.h> Behaves as if each name from <cstdio> is placed in global namespace
• <stdlib.h> Behaves as if each name from <cstdlib> is placed in global namespace
• <string.h> Behaves as if each name from <cstring> is placed in global namespace
• <time.h> Behaves as if each name from <ctime> is placed in global namespace
• <uchar.h> (C++11) Behaves as if each name from <cuchar> is placed in global namespace
• <wchar.h> Behaves as if each name from <cwchar> is placed in global namespace
• <wctype.h> Behaves as if each name from <cwctype> is placed in global namespace

Empty C headers

<complex.h>, <ccomplex>, <tgmath.h>, <ctgmath>는 C 표준 라이브러리에서 어떤 내용도 포함하고 있지 않으며, 대신 C++ 표준 라이브러리의 다른 헤더를 포함합니다.

• <ccomplex> (C++11) (deprecated in C++17) (removed in C++20) Simply includes the header <complex>
• <complex.h> (C++11) Simply includes the header <complex>
• <ctgmath> (C++11) (deprecated in C++17) (removed in C++20) Simply includes the headers <complex> and <cmath>: the overloads equivalent to the contents of the C header tgmath.h are already provided by those headers
• <tgmath.h> (C++11) Simply includes the headers <complex> and <cmath>

Meaningless C headers

<ciso646>, <cstdalign>, <cstdbool>는 헤더들에서 제공하는 매크로들이 C++에서 언어 키워드로 이미 존재하기 때문에 의미가 없습니다.

• <ciso646> (removed in C++20) Empty header. The macros that appear in iso646.h in C are keywords in C++
• <cstdalign> (C++11) (deprecated in C++17) (removed in C++20) Defines one compatibility macro constant
• <cstdbool> (C++11) (deprecated in C++17) (removed in C++20) Defines one compatibility macro constant
• <iso646.h> Has no effect
• <stdalign.h> (C++11) Defines one compatibility macro constant
• <stdbool.h> (C++11) Defines one compatibility macro constant

Unsupported C headers

C 헤더인 <stdatomic.h>(C++23 이전), <stdnoreturn.h>, <threads.h>는 C++에 포함되지 않으며 cxxx에 해당하지 않습니다.

참조
https://en.cppreference.com/w/