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Las plantillas de clase y la STL

La STL (Standard Template Library) es un componente esencial del C++ moderno. Está construida íntegramente mediante plantillas de clase y de función, lo que permite que sus contenedores y algoritmos sean completamente genéricos. Gracias a ello, es posible trabajar con estructuras de datos eficientes y reutilizables sin necesidad de herencia ni polimorfismo dinámico.

La STL se organiza en tres grandes bloques:

• Contenedores genéricos (std::vector<T>, std::array<T,N>, std::list<T>, etc.), que almacenan colecciones de elementos de cualquier tipo T.
• Algoritmos genéricos (std::sort, std::find, std::accumulate, etc.), que operan sobre cualquier secuencia definida por iteradores.
• Iteradores, que unifican la manera de recorrer contenedores independientemente de su implementación interna.

Esta separación entre almacenamiento (contenedores) y comportamiento (algoritmos) permite escribir código flexible, expresivo y eficiente.

Ejemplo: potencia de los algoritmos genéricos

En este ejemplo, un mismo algoritmo (std::sort) y una misma transformación (std::transform) se aplican a dos contenedores distintos (std::vector y std::array) sin necesidad de escribir versiones específicas:

#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {4, 1, 3, 2};
    std::array<double, 4> a = {8.2, 5.0, 7.4, 6.6};

    std::sort(v.begin(), v.end());
    std::sort(a.begin(), a.end());

    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [](int x){ return x * 2; });
    std::transform(a.begin(), a.end(), a.begin(), [](double x){ return x * 2; });

    for (int x : v) std::cout << x << " ";  // 2 4 6 8
    std::cout << '\n';
    for (double x : a) std::cout << x << " ";  // 10 13.2 14.8 16.4
    return 0;
}

• std::vector<int> y std::array<double,4> son instancias de plantillas de clase.
• std::sort y std::transform son funciones plantilla que funcionan con cualquier contenedor que proporcione iteradores.
• No es necesario duplicar código para cada tipo de contenedor: los algoritmos son reutilizables y consistentes.