STL之Set:Set的基本用法

本文详细介绍了C++标准模板库STL中的set容器,包括其原理、常用函数及基本用法。探讨了set容器如何通过实现红黑树数据结构来保证元素唯一且自动排序的特点。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Set 相同的值不存,存进去自动排好序

一、原理

set集合容器实现了红黑树(Red-Black Tree)的平衡二叉检索树的的数据结构,在插入元素时,它会自动调整二叉树的排列,把该元素放到适当的位置,以确保每个子树根节点的键值大于左子树所有节点的键值,而小于右子树所有节点的键值;另外,还得确保根节点的左子树的高度与有字数的高度相等,这样,二叉树的高度最小,从而检索速度最快。要注意的是,它不会重复插入相同键值的元素,而采取忽略处理。

平衡二叉检索树的检索使用中序遍历算法,检索效率高于vector、deque、和list的容器。另外,采用中序遍历算法可将键值由小到大遍历出来,所以,可以理解为平衡二叉检索树在插入元素时,就会自动将元素按键值从小到大的顺序排列。

二、常用函数

begin()–返回指向第一个元素的迭代器

clear()–清除所有元素

count()–返回某个值元素的个数

empty()–如果集合为空,返回true

end()–返回指向最后一个元素的迭代器

equal_range()–返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器

erase()–删除集合中的元素

find()–返回一个指向被查找到元素的迭代器

get_allocator()–返回集合的分配器

insert()–在集合中插入元素

lower_bound()–返回指向大于(或等于)某值的第一个元素的迭代器

key_comp()–返回一个用于元素间值比较的函数

max_size()–返回集合能容纳的元素的最大限值

rbegin()–返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器

rend()–返回指向集合中第一个元素的反向迭代器

size()–集合中元素的数目

swap()–交换两个集合变量

upper_bound()–返回大于某个值元素的迭代器

value_comp()–返回一个用于比较元素间的值的函数

三、基本用法

3.1 创建set集合对象

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
    set<int> s;
    return 0;
}

3.2 元素的插入与中序遍历

采用inset()方法把元素插入到集合中,插入规则在默认的比较规则下,是按元素值从小到大插入,如果自己指定了比较规则函数,则按自定义比较规则函数插入。使用前向迭代器对集合中序遍历,结果正好是元素排序后的结果。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
    set<int> s;
    s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(6);
    s.insert(3);
    s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
    set<int>::iterator it; //定义前向迭代器
    //中序遍历集合中的所有元素
    for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}
//运行结果:1 3 5 6

3.3元素的反向遍历

使用反向迭代器reverse_iterator可以反向遍历集合,输出的结果正好是集合元素的反向排序结果。它需要用到rbegin()和rend()两个方法,它们分别给出了反向遍历的开始位置和结束位置。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
    set<int> s;
    s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(6);
    s.insert(3);
    s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
    set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
    //反向遍历集合中的所有元素
    for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
    {
        cout << *rit << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}
//运行结果:6 5 3 1

3.4 元素的删除

与插入元素的处理一样,集合具有高效的删除处理功能,并自动重新调整内部的红黑树的平衡。删除的对象可以是某个迭代器位置上的元素、等于某键值的元素、一个区间上的元素和清空集合。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
    set<int> s;
    s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(6);
    s.insert(3);
    s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
    s.erase(6); //删除键值为6的元素
    set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
    //反向遍历集合中的所有元素
    for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
    {
        cout << *rit << " ";
    }
    cout << endl;   
    set<int>::iterator it;

    it = s.begin();
    for(int i = 0; i < 2; i++)
        it = s.erase(it); 
    for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    s.clear();
    cout << s.size() << endl;

    return 0;
}
/*
运行结果:
5 3 1
5
0    
*/

3.5 元素的检索

使用find()方法对集合进行检索,如果找到查找的的键值,则返回该键值的迭代器位置;否则,返回集合最后一个元素后面的一个位置,即end()。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
    set<int> s;
    s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(6);
    s.insert(3);
    s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
    set<int>::iterator it;
    it = s.find(6); //查找键值为6的元素
    if(it != s.end())
        cout << *it << endl;
    else
        cout << "not find it" << endl;
    it = s.find(20);
    if(it != s.end())
        cout << *it << endl;
    else
        cout << "not find it" << endl;
    return 0;
}
/*
运行结果:
6
not find it   
*/

3.6 自定义比较函数

使用insert将元素插入到集合中去的时候,集合会根据设定的比较函数奖该元素放到该放的节点上去。在定义集合的时候,如果没有指定比较函数,那么采用默认的比较函数,即按键值从小到大的顺序插入元素。但在很多情况下,需要自己编写比较函数。

编写比较函数有两种方法。

(1)如果元素不是结构体,那么可以编写比较函数。下面的程序比较规则为按键值从大到小的顺序插入到集合中。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
struct mycomp
{ //自定义比较函数,重载“()”操作符
    bool operator() (const int &a, const int &b)
    {
        if(a != b)
            return a > b;
        else
            return a > b;
    }
};
int main()
{
    set<int, mycomp> s; //采用比较函数mycomp
    s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(6);
    s.insert(3);
    s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
    set<int,mycomp>::iterator it;
    for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}
/*
运行结果:6 5 3 1  
*/

(2)如果元素是结构体,那么可以直接把比较函数写在结构体内。

#include<iostream>
#include<set>
#include<string>
using namespace std;
struct Info
{
    string name;
    double score;
    bool operator < (const Info &a) const // 重载“<”操作符,自定义排序规则
    {
        //按score由大到小排序。如果要由小到大排序,使用“>”即可。
        return a.score < score;
    }
};
int main()
{
    set<Info> s;
    Info info;

    //插入三个元素
    info.name = "Jack";
    info.score = 80;
    s.insert(info);
    info.name = "Tom";
    info.score = 99;
    s.insert(info);
    info.name = "Steaven";
    info.score = 60;
    s.insert(info);

    set<Info>::iterator it;
    for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
        cout << (*it).name << " : " << (*it).score << endl; 
    return 0;
}
/*
运行结果:
Tom : 99
Jack : 80
Steaven : 60
*/
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值