前言

我的伯父John，是那种我父母一代称为的“男人中的男人”。他强壮、粗犷、有点吓人，很有牛仔气概，他会愿意承认自己害怕，其程度如同我可以描绘自己适度的失败。所以，当他形容，第二次跳伞的挑战是克服已知的恐惧，我记住了。我现在已经写了两本书，我可以毫无疑问地证实这种相同的恐惧。开始第二次时，你知道有多少痛苦即将来临，这不是件能轻易做到的事。那么问题是，为什么我还这样做呢？
其原因在序言中阐述，总的来说是，试图对以下看似简单的两面性做出回应。

C++(www.cppentry.com)太复杂了。

C++(www.cppentry.com)是唯一足够强大，能满足我需要的语言。

这种两面性反响最大的一个领域是，使用尤其是扩展标准模板库（STL, Standard Template Library）。本书（及其姊妹篇，卷2），是我在过去十年左右的时间内，为解决这一挑战性课题，积累的知识和经验的精华。

目标

本书描述了一个使用和扩展STL的好办法。书中定义了以下内容：

集合的概念，以及它和容器概念的区别

元素引用类别的概念，包括它的重要性如何，它如何被定义，它如何被检测，和它施加在STL扩展集合和迭代器设计之上的妥协

外部迭代器失效的现象，及其令人惊讶的行为对STL兼容集合设计的影响

一个能探测任意集合特性的机制，不论该集合是否提供变动性操作

书中说明了几个问题：

为什么变换迭代器适配器必须按值返回元素

为什么过滤迭代器必须总是输入一对迭代器来进行操纵

如果在迭代中，底层集合有改变，该怎么办

为什么你应该禁止输出迭代器类中无意义的语法，以及如何利用解引用代理模式做到这点

书中展示了如何：

将批量返回元素的API适配到STL集合概念

将逐个返回元素的API适配到STL集合概念

共享枚举状态，以正确实现输入迭代器概念的需求

枚举可能是无限的集合

为特定迭代器类型特化标准算法，以优化性能

为系统环境变量定义一个安全，平台独立的STL扩展，通过全局变量实现

适配一个集合，其迭代器实例的可拷贝性要在运行时才能决定

提供对可逆但不可重复集合的访问

使用迭代器写字符缓冲区

《Extended STL》会解决这些问题以及更多问题。它还着眼于如何构建通用的，STL兼容的软件库，同时不牺牲健壮性，灵活性，还有特别是，性能。《Extended STL》教你如何制作你的抽象蛋糕，用效率的奶油裱花，然后吃了它。

你应该阅读这本书，如果你想：

学习STL扩展中特殊的原则和技巧

查看STL扩展的实现，来学习更多关于STL的知识

学习实现封装的通用技术，在操作系统的API和专用技术的软件库之上实现封装

学习如何编写迭代器适配器，并理解其实现和使用上的限制，及其背后的原因

获得通用软件库性能优化的技术

在STL扩展中使用经过考验的软件组件

关于主题

我相信，你必须写你所知道的东西。因为本书的主要目的，是传授对STL扩展的过程和问题的认识，所以大部分讨论的材料来自于我的工作，即我自己的（开源的）STLSoft库。由于我是从零开始，实现了STLSoft的几乎所有功能，因此，它是让我说话有权威的最佳材料。当我们讨论设计上的错误时，这一点尤其重要；公开地详细评述他人的设计错误，不太可能取得许多积极成果。

但是，这并不意味着，阅读《Extended STL》会迫使您使用STLSoft，或者，其他软件库的追随者，不能在此学到任何合乎他们惯例的东西。事实上，它不是劝诱人们使用任何特殊的软件库，它所展现的材料是让你从里到外查看STL扩展，重点是STL的原则和扩展的实践，而不是依赖于STLSoft或任何其他软件库的现有知识。如果，当你读完这本书，你仍然不想使用STLSoft库，没关系，只要你学到了有用的知识，知道如何实现和使用其他STL扩展。

我不自诩，示范STL扩展的方法时，我所使用的方式，是最好的方式。C++(www.cppentry.com)是一种非常强大的语言，支持多种风格和技巧，以至于有时候反而会不利。举例来说，许多集合，但不是全部，最好实现为STL集合，而有些则是用独立的迭代器表示会更好。其中有相当多的重叠，需要忍受许多模棱两可的表达。

对于大多数讨论的STL扩展，我让读者（在某些情况下还有作者！）参加一个旅行，先是原始的API，通过中间实现进行封装，但这往往是有缺陷的，然后达成一个最优的，或者至少是最理想的版本。我不回避实现上和概念上的复杂性。事实上，为了将外部API塑造成STL的形式，某些技术必须包含一定程度的技巧。我不会为了叙述简单，假装这些东西在实现中不存在，或对它们不作任何解释。我将涵盖这些东西，并在这样做时，我希望能够（1）揭穿它们的一些复杂性和（2）解释它们为什么是必要的。

理解STL最好的方式之一，是学习如何实现STL组件，而学习如何实现STL组件，最好的方式是实现它们。如果你没有时间（或爱好）去实现STL组件，我建议你使用第二个最好的方式，就是阅读本书。

结构

本书分为三大部分。

第一部分：基础

这一部分是一些小章节，为第二和第三部分讨论的材料提供基础。它首先简要回顾STL的主要特点，随后讨论了有关STL扩展的概念和原则，包括一个新概念的介绍，即元素引用类别。下面几章考虑基础性的概念、机制、范式，和原则：一致性、约束、契约、DRY SPOT、RAII、垫片。余下几章涉及模板工具和技术，包括特征类，和推断式接口适配，以及在第二和第三部分讨论的实现中用到的几个关键组件。

第二部分：集合

这部分是本书的主体。每一章涉及一个或多个相关的真实世界中的集合，和集合的适配，使之成为一个STL扩展集合组件，同时还有适当的迭代器类型。主题上，适配的对象种类繁多，如：文件系统枚举、COM枚举器、非STL的容器、分散/聚集I/O，甚至还有元素受外部更改的集合。涉及的问题包括：迭代器类别选择和元素引用类别的概念、状态分享、可变性，和外部迭代器失效。

第三部分：迭代器

第二部分中的材料包含的是，与集合关联的迭代器类型的定义，而第三部分是专门针对独立的迭代器类型的。涉及的主题范围从定制输出迭代器类型（包括对std::ostream_iterator的功能简单扩展的讨论），到复杂的迭代器适配器（可以对它们所应用的底层区间，进行类型和值的过滤和转换）。

第2卷

第2卷尚未完成，其结构也尚未最后确定，但将包含如下内容：函数、算法、适配器、分配器，以及STL扩展概念：区间和视图。

补充材料

CD-ROM

所附光盘包含各种免费软件库（包括所有文中涉及的库）、测试程序、工具，和其他有用的软件。还包括三个完整的，但未经编辑的章节（这三章没有印刷出来，是为了减少篇幅，或是为了避免太多的编译器相关性），还有许多来自其他章节的注解和小节。

在线资源

补充材料也可从网上下载：http://extendedstl.com/ 。