一、空间配置器
下面先总体介绍一下空间配置器。空间配置器的作用是在底层为上层的各种容器提供存储空间，需要多少分配多少，一般分配的比你需要的更多。打个不恰当的比喻，空间配置器和容器之间的关系，相当于将军和粮草的关系。当然了，容器相当于将军，它在阵前杀敌，冲锋陷阵，处理各种事情；而空间配置器就相当于粮草，给前阵提供源源不断的供给；如果一个将军想打胜仗，那必须后方粮草充足才行。
空间配置器有两种，一种是一级空间配置器，另一种是二级空间配置器。这两种空间配置器的分水岭在于用户申请的内存空间大小，如果申请的字节数大于128bytes，那么使用一级空间配置器；反之则使用二级空间配置器。下面分别来介绍一下这两种空间配置器。注：空间配置器的源码在 <Stl_alloc.h> 这个头文件中.
1.一级空间配置器
一级空间配置器__malloc_alloc_template，使用情况是在需要分配的字节数超过128bytes时，它有两个关键的函数，一个是allocate()函数，另一个是deacllocate()函数。
(1)allocate()函数
这个函数的功能是申请内存空间，由于需要的内存空间较大(大于128bytes)，所以在这个函数里面调用的malloc()函数直接分配内存空间。这样会存在一个问题，就是如果内存空间不够的话怎么办？我们能想到的问题，STL的设计者早就想到了，这个时候对调用_S_oom_malloc()这个函数，这个函数中会有一个死循环，这个死循环的作用就是不断的进行malloc，只有malloc我需要的内存空间了我才会结束这个循环。
(2)deallocate()函数
这个函数的功能是释放内存空间，既然在allocate()内使用malloc()申请内存，那再这里当仁不让的应该用free()来释放内存空间，malloc()和free()就是我们生活中的好基友，成双成对出现，不然会发生内存泄露。
(3)reallocate()
我们申请的内存的时候当然也可以使用reallocate()这个函数，原理和上面类似，底层则调用的是realloc()这个函数。
2.二级空间配置器
二级空间配置器__default_alloc_template，之所以会出现二级空间配置器，原因在于要解决小块内存频繁申请和释放所带来的开销问题，以及小块内存分配造成的内存碎片问题。
对于内存频繁分配和回收带来的问题解决的方法是使用内存池（memory pool）。预先分配好一大块内存，当需要的时候直接进行分配，这样比临时分配产生的开销小很多。而对于小块内存分配造成的内存碎片问题，解决方式是将预先分配的一大块内存按一定的方式组织起来，便于应付各种大小的小块内存分配，这里是使用了一个有16个元素的free-list数组。
(1)空间配置函数allocate()
在二级空间配置器的空间配置函数中，会首先判断当前申请的字节数是否超过128bytes，如果超过了则调用一级空间配置器的空间配置函数。如果没有超过，则根据要申请的字节数按8字节对齐为它分配内存，比如说，如果需要申请23字节，则按8字节对齐的话就会分配24字节(下面图中的2号坑)；如果需要56字节，则正好分配一个字节数为56的区块(下图中的6号)，依此类推。如果内存不够，就会调用refill()函数，在这个函数里面，它会想尽一切办法，不择手段的获取一起能利用的内存空间。
(2)空间释放函数deallocate()
该函数首先判断区块的大小，大于128bytes就调用一级空间配置器，小于128bytes就找出对应的free list，将区块回收。
二、迭代器和traits编程技法
1.迭代器
iteratro模式的定义是：提供一种方法，使之能够依序寻访某个聚合物（容器）所含的各个元素，而又无需要改聚合物的内部表述方式。
迭代器是一种类似指针的对象，而指针的各种行为中最常见也最重要的便是解引用和成员访问。
2.Traits编程技法
简单来说，就是使用函数模板和类模板推导出类型参数的具体类型，然后通过具体的数据类型，来定义重载函数，实现在不同情况下调用合适的重载函数。
即通过函数模板来进行类型萃取，具体萃取方法这里就不细说，有兴趣的可以看《STL源码剖析》第三章。
三、序列式容器
这是我们介绍的重点，这部分的源码不难看懂，所以在这里我只是进行一个简单的总结，以及对一些相关问题说出自己的看法和理解。
1.vector
vector本质上相当于一个动态数组，对于数组大家能想到的第一个特点无非就是随机访问，而对于插入删除操作对于数组来说是软肋。所以数组不适用于有频繁插入删除操作的情况。
vector维护的是一个连续线性空间，当内存不够时，只有一个办法就是重新寻找更大的空间（一般情况都是新配置的内存空间都是原内存空间的两倍），然后将原空间的元素拷贝过去，最后释放原内存空间。 这里提醒特别注意的一点，对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了，这是程序员易犯的一个错误，务必小心。
2.list
list本质是一个双向链表，而对于链表大家也肯定很熟悉，最大的缺点是，当需要访问一个元素时需要遍历整个链表来进行查找；而它的优点则是对于插入和删除操作很方便，可以在O(1)时间内完成。
list的内存管理也比较简单，就是插入元素时就分配一个节点，然后将该节点插入list中；当删除一个元素就将该节点的内存释放掉。有种即插即用的感觉。
3.deque
deque本质是双端队列。它结合了vector和list这两者。它的特点是可以随机访问，以及可以在两端快速插入和删除。和vector相比，可以看成是一个vector数组。它的组织结构如下图，每个map元素都指向一段连续空间，那段连续空间也是我们真正存储数据的地方，因此map也称为中控器：
deque是由一段一段的定量连续空间构成。一旦有必要在deque的前端或尾端增加新空间，便配置一段定量的连续空间，串接在整个deque的头端或尾端。deque的最大任务就是在这些分段的定量连续空间上，维护其整体连续的假象，并提供随机存取的接口。
下面是中控器map、迭代器和缓冲区之间的关系：
接下来说说几种比较特殊的情况，在当前缓冲区满了以后如果继续插入元素，这时会重新分配一个缓冲区，并让map中的一个元素指向这片缓冲区，将新插入的元素存放在新开辟的缓冲区中。另外一种情况是，当删除缓冲区中的一个元素以后，缓冲区为空，这时会将这个缓冲区释放掉，以及释放指向这个缓冲区map元素。第三种情况是，如果再插入一个元素以后，发现map所指的缓冲区全部满了，这时候不仅要开辟新的缓冲区，还要扩展map的空间。
四、适配器
适配器本身没有数据结构，只是底层利用容器的操作来是实现特定的需求。这里介绍stack、queue和priority_queue这三种适配器。
1.stack
stack本质是一个操作受限在一端的线性表。特点就是每次操作只能在栈顶进行，底层使用容器deque来实现自己的操作。 栈没有迭代器，这个也好理解，因为迭代器对栈来说没有什么意义，因为栈的操作有特定限制，如果有迭代器则无疑会破坏这种吸限制。
2.queue
queue本质是一个操作受限在两端的线性表，而且只能在队首删除元素，只能在队尾插入元素。特点是FIFO，底层也是使用deque来实现自己的操作。 同理，队列也没有迭代器。
3.priority_queue
优先级队列，顾名思义，priority_queue是一个拥有权值观念的queue，它允许加入新元素、移除旧元素、审视元素值等功能。其内的元素按照元素的权值排雷，权值最高者，排在最前面。 默认情况下，priority_queue利用max_heap完成，后者是一个以vector表现的完全二叉树。max-heap可以满足priority_queue所需要的“权值高低自动递减排序”的特性。
五.总结
1.各种容器使用的情况
容器名 ：本质 （ 适用情况）
（1）vector ：动态数组（ 随机访问、不适用于频繁插入删除的情况）
（2）list ： 双向链表(循环) （ 适用于频繁插入删除，不适用于需要随机访问的情况）
（3）deque ：双端队列 （适用于随机访问，以及在两端进行插入删除操作的情况）
2.适配器
适配器名 （底层实现）
stack （deque）
queue （deque）
priority_queue （max-heap+vector）
3.为什么STL中stack底层使用deque，而不使用vector和list？
栈只需进行入栈和出栈操作，而且这两个操作基本上在一个程序中都会有，基本不存在说一个程序只入栈而不出栈这种，对于这种情况下，如果使用vector作为底层来实现stack存在的一个很大问题。举一个例子来说的话，就是在程序中刚开始大量入栈，导致vector会开辟大量连续空间（当然这个开辟的过程还涉及重新分配）,之后如果进行出栈到栈空，这时分配给vector的空间不会减小，而会一直保持之前占有的大块连续空间，导致很大的浪费。而对于deque来说就不存在这样的问题。