STL set

原文:http://blog.youkuaiyun.com/u010902721/article/details/45771597    转载以供积累查阅

和vector、list不同,set、map都是关联式容器。set内部是基于红黑树实现的。插入和删除操作效率较高,因为只需要修改相关指针而不用进行数据的移动。
在进行数据删除操作后,迭代器会不会失效呢?删除set的数据时,实际的操作是删除红黑树中的一个节点,然后相关指针做相关调整。指向其他元素的迭代器还是指向原位置,并没有改变,所以删除一个节点后其他迭代器不会失效。list和map也是同样的道理。然而删除vector中的某个元素,vector中其他迭代器会失效,因为vector是基于数组的,删除一个元素后,后面的元素会往前移动,所以指向后面元素的迭代器会失效。
再稍微说一下迭代器的实现。迭代器是一个对象,vector的迭代器是封装了数组下标;list、map、set的迭代器是封装了元素节点的指针。
还有一点,从数学层面,set的一个集合,好比一个袋子里面装了好多个小球。但是红黑树是一种特殊的二叉搜索树,set中的元素根据其值的大小在红黑树中有特定的位置,是不可移动的。所以,1是search操作效率会很高O(log n),2是set中元素的值不可改变。

set的数据操作

::begin()      //迭代器
::end()      //迭代器
::clear()     //删除set容器中的所有的元素
::empty()    //判断set容器是否为空
::max_size()  //返回set容器可能包含的元素最大个数
::size()    //返回当前set容器中的元素个数
::rbegin   //逆迭代器
::rend()  //逆迭代器

小问题

set是基于红黑树实现的,那么set的迭代器begin()、end()是指向哪里的呢?
一个测试程序:

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main(){
    set<int> myset;
    myset.insert(4);
    myset.insert(7);
    myset.insert(2);
    myset.insert(0);
    myset.insert(4);
    set<int>::iterator it;
    for(it = myset.begin(); it != myset.end(); it++){
        cout<< *it;   //输出结果是:0247
    }
}

红黑树首先是二叉搜索树,所以begin()迭代器指向红黑树的最左边的节点,end()迭代器指向红黑树的最右边的节点。另外这个小程序还说明了重复插入无效。

03-17
### C++ STL Set 的基本用法 `std::set` 是 C++ 标准模板库中的关联容器之一,用于存储唯一的有序元素集合。它基于平衡二叉树实现(通常是红黑树),因此提供了高效的查找、插入和删除操作。 #### 创建 `std::set` 可以通过初始化列表创建一个 `std::set`: ```cpp #include <iostream> #include <set> int main() { std::set<int> mySet = {5, 3, 8, 1, 7}; for (const auto& elem : mySet) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; } ``` 上述代码会按照升序打印出 `mySet` 中的元素:`1 3 5 7 8`[^1]。 #### 遍历 `std::set` 可以使用迭代器来遍历 `std::set` 容器的内容。以下是通过范围循环的方式进行遍历的一个例子: ```cpp for (auto it = mySet.begin(); it != mySet.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; ``` 此方法同样适用于其他类型的迭代器,比如反向迭代器 `rbegin()` 和 `rend()`。 #### 插入与删除元素 - **插入** 使用成员函数 `insert()` 将新元素加入到 `std::set` 中。 ```cpp mySet.insert(10); ``` 如果尝试插入已存在的键,则不会有任何效果,并且该操作的时间复杂度仍保持为 O(log n)。 - **删除** 可以通过指定值或者位置来进行删除操作。 ```cpp // 删除特定值 mySet.erase(5); // 或者按迭代器删除 auto pos = mySet.find(3); if(pos != mySet.end()) { mySet.erase(pos); } ``` #### 查找元素 利用 `find()` 函数可以在 `std::set` 中定位某个具体数值的位置;如果没有找到对应的项,则返回指向末端之后的位置 (`end`)。 ```cpp auto result = mySet.find(7); if(result != mySet.end()){ std::cout << "Found element: " << *result << "\n"; } else{ std::cout << "Element not found.\n"; } ``` #### 结合 `pair` 进行更复杂的结构管理 当需要保存额外的信息时,可考虑将 `std::set` 跟 `std::pair` 组合起来使用。例如定义如下类型表示一组带有布尔标志的状态数据: ```cpp typedef std::pair<std::set<int>::iterator, bool> StatusPair; StatusPair sp{mySet.begin(), true}; ``` 这里我们自定义了一个名为 `StatusPair` 的别名,其内部包含了两个字段——一个是来自 `std::set<int>` 的迭代器,另一个则是简单的布尔变量[^2]。 --- ### 总结 以上介绍了如何在 C++ 程序设计过程中有效运用标准模板库里的 `std::set` 类型及其常见功能点。无论是基础的数据存取还是高级的应用场景构建上都展现了强大的灵活性和支持能力。
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