C++STL标准库学习笔记（三）multiset

最新推荐文章于 2025-05-15 03:31:38 发布

原创最新推荐文章于 2025-05-15 03:31:38 发布 · 1.2k 阅读

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#stl #c++ #数据结构

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这篇博客介绍了STL中的平衡二叉树数据结构，特别是`multiset`的用法。文章详细阐述了`multiset`的插入、查找和删除操作，以及如何使用迭代器进行元素访问。还提供了代码示例，演示了如何插入元素、查找元素、删除元素以及使用`lower_bound`和`upper_bound`函数。强调了平衡二叉树在大量数据操作时保持log(n)复杂度的优势。

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STL中的平衡二叉树数据结构

前言：

在这个笔记中，我把大多数代码都加了注释，我的一些想法和注解用蓝色字体标记了出来，重点和需要关注的地方用红色字体标记了出来。

正文

介绍：

有时需要在大量增加，删除数据的同时，还需要大量数据的查找

我们希望增加数据，删除数据，查找数据都能在log(n)复杂度完成

排序+二分查找显然不行，因为加入新数据就要重新排序。

在这个时候！我们就可以使用“平衡二叉树”数据结构存放数据，体现在STL中就是以下四种“排序容器”：

multiset set multimap map

英语课：set：集合

反正我们只管用就行了，具体实现应该可以参考《STL源码剖析》

从这里开始就需要有一定程度的数据结构和C++面向对象的知识了，如果忘记的话可以去复习一下，当然，这里我们只要会用就行了，不需要特别深的理解。

1.1 multiset用法

使用前记得#include<set>

multiset<T> st;

定义了一个叫multiset变量st，st里面可以存放T类型的数据（自定义元素也行），并且能够自动排序。开始st为空。

排序规则：表达式“a < b”为true，则a排在b前面

可用st.insert添加元素，st.find查找元素，st.erase删除元素，复杂度都是log(n)（还有好多函数，这个就要自己去研究了，以后有机会也会来补充的）

1.2 multiset上的迭代器

multiset<T>::iterator p;

p是迭代器，（大致）相当于指针，可用于指向multiset中的元素。访问multiset中的元素要通过迭代器。

与指针的不同：

multiset上的迭代器可++，--，用!=和==比较，不可比大小，不可加减整数，不可相减。（指针就能这样操作，可以用来算长度啥的）

multiset<T> st;

st.begin() 返回值类型为 multiset<T>::iterator，是指向st中的头一个元素的迭代器。

st.end() 返回值类型为 multiset<T>::iterator，是指向st中的最后一个元素后面的迭代器。（有没有一种既视感，就是[ st.begin(), st.end() )和前面sort的范围很像，不过估计是因为迭代器不能比较大小，为了方便判断全部遍历过了就让st.end()指向了最后一个的后面，访问到st.end()时刚好退出）

对迭代器 ++ ，其就指向容器中下一个元素，-- 令其指向上一个元素。

样例：

#include<iostream>

#include<cstring>

#include<set>//使用multiset和set需要

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])

{

    multiset<int>st;

    int a[10] = {1,14,12,13,7,13,21,19,8,8};

    for (int i = 0; i < 10; i++)

    {

        st.insert(a[i]);//插♂入的是a[i]的复制品

    }

    multiset<int>::iterator i;//迭代器，近似于指针

    for ( i = st.begin(); i != st.end(); i++)

    {

        cout<<*i<<",";//输出：1,7,8,8,12,13,13,14,19,21,

    }

    cout<<endl;

    i = st.find(22);//查找22，返回值是迭代器

    if (i == st.end())//查找不到则返回值为end()

    {

        cout<<"Not Found"<<endl;//输出：Not Found

    }

    st.insert(22);//插入22

    i = st.find(22);

    if (i == st.end())

    {

        cout<<"Not Found"<<endl;

    }

    else

    {

        cout<<"Found:"<<*i<<endl;//输出：Found:22

    }//找到则返回指向找到的元素的迭代器



    i = st.lower_bound(13);

    //返回最靠后的迭代器it，使得[begin,it)中的元素

    //都在13前面，复杂度log(n)

    cout<<*i<<endl;//结果：13

    i = st.upper_bound(8);

    //返回最靠前的迭代器it，使得[it,end())中的元素

    //都在8后面，复杂度log(n)

    cout<<*i<<endl;//结果：12

    st.erase(i);//删除迭代器i指向的元素，即12

    for ( i = st.begin(); i != st.end(); i++)

    {

        cout<<*i<<",";//输出：1,7,8,8,13,13,14,19,21,22,

    }

   

    return 0;

}

程序中部分重要的地方单独拎出来强调：

i = st.find(22);

作用是查找22，返回值是迭代器

i = st.lower_bound(13);

返回最靠后的迭代器it，使得[begin,it)中的元素

都在13前面，复杂度log(n)

i = st.upper_bound(8);

返回最靠前的迭代器it，使得[it,end())中的元素

都在8后面，复杂度log(n)

st.erase(i);

删除迭代器i指向的元素

后记：

从这里开始就有数据结构那味了，如果平衡二叉树忘记的话，记得去看看（虽然我觉得逻辑理解了，会用就行）。另外，可以看见这里的用法和前面sort，binary_search之类也有相似之处，估计学完一部分STL标准库内容，其他内容看到函数名就会用了。感谢大家读到这里，祝大家健康快乐吉祥如意恭喜发财学业有成早生贵子年年有余，以及头发茂密，下篇博客再见拜拜。