【 C++ 】set、multiset的介绍和使用

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#c++ #开发语言 #set

于 2022-09-04 20:34:47 首次发布

本文详细介绍了STL中的关联式容器set与multiset，包括它们的定义、特点（如键值对结构、排序与唯一性）、使用方法（如插入、删除、查找操作），以及它们在实际应用中的场景。

1、关联式容器

先前我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。两个位置存储的值之间一般没有紧密的关联关系，比如交换一下，他依旧是序列式容器。顺序容器中的元素是按他们在容器中的存储位置来顺序保存和访问的。

关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。关联式容器逻辑结构通常是非线性结构，两个位置有紧密的关联关系，交换一下，他的存储结构就被破坏了。顺序容器中的元素是按关键字来保存和访问的。关联式容器有 map / set 系列和 unordered_map / unordered_set 系列。

2、键值对

用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

SGI-STL中关于键值对的定义：
template <class T1, class T2>
struct pair
{
	typedef T1 first_type;
	typedef T2 second_type;
	T1 first;
	T2 second;
	pair() : first(T1()), second(T2())
	{}
	pair(const T1& a, const T2& b) : first(a), second(b)
	{}
};

3、树形结构的关联式容器

根据应用场景的不同，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。

4、set

set的介绍

1、set是按照一定次序存储元素的容器

2、在set中，元素的value也标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。

3、在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。

4、set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。

5、set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

注意：

1、与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。

2、set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。

3、set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。

4、使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列

5、set中的元素默认按照小于来比较

6、set中查找某个元素，时间复杂度为：logN

7、set中的元素不允许修改，因为set在底层是用二叉搜索树来实现的，若是对二叉搜索树当中某个结点的值进行了修改，那么这棵树将不再是二叉搜索树。

8、set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

set的定义

1、构造空的set
set<int> s1;
2、set的拷贝构造
set<int> s2(s1);
3、用[first, last)迭代器区间中的元素构造set
string s("hello world");
set<char> s3(s.begin(), s.end());
4、利用 initializer_list 构造
set<int> s = { 5, 6, 17, 12, 4, 8, 5 };
5、构造一个指定为大于的比较方式
set<int, greater<int>> s4;