STL常用容器——set容器的使用

本文详细介绍了STL中的set容器,包括其基本概念、构造与赋值、大小与交换、添加与删除、查找与统计,以及pair类模板和set与multiset的区别。此外,还展示了如何定制排序规则和使用场景示例。

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STL常用容器——set容器的使用

1、set容器简介

set 容器是存储排序键的关联式容器,使用 set 容器存储的各个键值对,要求键 key 和值 value 必须相等,如下:

{<'a', 'a'>, <'b', 'b'>, <'c', 'c'>}

set容器底层结构是用二叉树实现的。

set容器会自动根据键的大小对存储的键值对进行排序,根据 key 排序,也就等价为根据 value 排序。

set 容器中每个键都是唯一的,可以插入或删除但不能修改,因为修改很有可能破坏 set 容器中元素的有序性。

最正确的修改 set 容器中元素值的做法是:先删除该元素,然后再添加一个修改后的元素。

2、set容器的构造和赋值

set st; //默认构造函数,在构造容器时还可以对容器进行初始化

//默认构造,
set<int> s1;
//在构造容器时还可以对容器进行初始化
set<int> s2{4,6,3,7,2};

set(const set &st) //拷贝构造函数,将已有 set 容器中存储的所有元素全部拷贝到新 set 容器中

set<int> s3(s2);
//等同于赋值
//set<int> s3 = s2

移动构造函数,创建新 set 容器的同时利用临时的 set 容器为其初始化

在初始化 s5容器时,内部调用的是 set 类模板中的移动构造函数,而不是拷贝构造函数。

//返回值是一个临时 set 容器
set<int> retSet() {
	set<int> s4{5,4,8,2,3,9,1};
	return s4;
}
set<int> s5(retSet());

截取已有 set 容器中的部分元素,来初始化新的 set 容器

set<int> s6(++s5.begin(), --s5.end());

代码实例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void printSet(set<int>& s) {
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

set<int> retSet() {
	set<int> s4{5,4,8,2,3,9,1};
	return s4;
}

void test01() {
	//默认构造,
	set<int> s1;
	//在构造容器时还可以对容器进行初始化
	set<int> s2{4,6,3,7,2};
	printSet(s2);

	//拷贝构造
	set<int> s3(s2);
	//等同于赋值
    //set<int> s3 = s2
	printSet(s3);

	set<int> s5(retSet());
	printSet(s5);

	set<int> s6(++s5.begin(), --s5.end());
	printSet(s6);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3、set容器的大小和交换

成员方法功能
size()返回当前 set 容器中元素的个数。
empty()判断容器是否为空,为空则返回 true;否则 false。
swap()交换 2 个 set 容器中存储的所有元素,这 2 个 set 容器的类型必须相同。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void printSet(set<int>& s) {
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test02() {
	set<int> s1{10,30,50,40,10};
	if (!s1.empty()) {
		cout << "s1不为空" << endl;
		printSet(s1);
		cout << "s1容器的元素数目" << s1.size() << endl;
	}
	else {
		cout << "s1为空" << endl;
	}

	set<int> s2{1,3,5,4,1};
	cout << "交换前" << endl;
	printSet(s1);
	printSet(s2);
	s1.swap(s2);
	cout << "交换后" << endl;
	printSet(s1);
	printSet(s2);
}
int main() {
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

4、set容器的添加与删除

成员方法功能
insert(val)向 set 容器中添加元素。
clear()清空 set 容器中所有的元素,即令 set 容器的 size() 为 0。
erase(pos)删除pos位置上的元素,返回下一个元素的迭代器。
erase(beg,end)删除区间[ beg,end ) 的元素,返回下一个元素的迭代器。
erase(elem)删除容器中元素为elem的元素。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void printSet(set<int>& st) {
	for (set<int>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01() {

	set<int> s1;
	//添加
	s1.insert(60);
	s1.insert(20);
	s1.insert(20);
	s1.insert(50);
	s1.insert(30);
	printSet(s1);

	//清除指定位置的元素
	s1.erase(s1.begin());
	printSet(s1);
	//清除指定元素
	s1.erase(50);
	printSet(s1);

	//清除区间内的元素
	set<int> s2{2,5,7,5,6,3};
	s2.erase(++s2.begin(), --s2.end());
	printSet(s2);
	
	//清除所有
	s2.clear();
	printSet(s2);
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

5、set容器的查找与统计

成员方法功能
find(val)在 set 容器中查找值为 val 的元素,如果成功找到,则返回指向该元素的双向迭代器;反之,则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外,如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
count(val)在当前 set 容器中,查找值为 val 的元素的个数,并返回。注意,由于 set 容器中各元素的值是唯一的,因此该函数的返回值最大为 1。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void test02() {
	set<int> s1;
	s1.insert(60);
	s1.insert(20);
	s1.insert(20);
	s1.insert(50);
	s1.insert(30);
	set<int>::iterator it = s1.find(30);
	if (it != s1.end()) { 
		cout << "找到元素" << endl;
	}
	else {
		cout << "未找到元素" << endl;
	}
	int num = s1.count(30);
	cout << "30在容器s1个个数为" << num << endl;
}
int main() {
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

6、pair类模板

pair(对组)将一对值组合成一个值,利用对组可以返回两个数据。

这一对值可以具有不同的数据类型(T1和T2)。

两个值可以分别用pair的两个公有函数first和second访问。

创建pair对组的方式

  • pair(); 默认构造函数

  • pair<type,type> p( value1,value2); 直接使用 2 个元素初始化成 pair 对象

  • pair(const pair<U,V>& pr) 拷贝(复制)构造函数

  • pair<type,type> p = make_pair(value1,value2);

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

void test01() {

	pair<string, int> p1;

	pair<string, int> p2("张三", 18);
	cout << "姓名:" << p2.first << " 年龄:" << p2.second << endl;

	pair<string, int> p3 = make_pair("李四", 36);
	cout << "姓名:" << p3.first << " 年龄:" << p3.second << endl;

	pair<string, int> p4(p3);
	cout << "姓名:" << p4.first << " 年龄:" << p4.second << endl;
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

7、set和multiset的区别

  • set不可以插入重复的元素,multiset可以插入重复的元素
  • set插入元素的同时会返回插入结界,表示插入是否成功
  • multiset不会检测数据,因此可以插入重复数据
#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void test01() {

	set<int> s1;
	pair<set<int>::iterator, bool> res = s1.insert(10);
	if (res.second) {
		cout << "第一次插入成功" << endl;
	}
	else {
		cout << "第一次插入失败" << endl;
	}
	res = s1.insert(10);
	if (res.second) {
		cout << "第二次插入成功" << endl;
	}
	else {
		cout << "第二次插入失败" << endl;
	}
	multiset<int> s2;
	s2.insert(10);
	s2.insert(10);
	cout << "容器s2的元素数目" << s2.size() << endl;
	int num1 = s1.count(10);
	int num2 = s2.count(10);
	cout << "容器s1中元素10的数目为" << num1 << endl;
	cout << "容器s2中元素10的数目为" << num2 << endl;
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

8、set容器的排序

set容器默认是升序排序,利用仿函数,可以改变排序规则

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>
#include<string>

class MyCompare {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) const {
		return v1 > v2;
	}
};
void test01() 
{
	//创建容器时指定排序规则
	set<int, MyCompare> s1{ 10 ,20 ,50,30};
	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//自定义数据类型,需要自己指定排序规则
class MyCompare2 {
public:
	bool operator()( Person p1,  Person p2)const  
	{
		return p1.m_Age > p2.m_Age;
	}
};
void test02() {
	set<Person, MyCompare2> s1();
	Person p1("张三", 32);
	Person p2("关羽", 42);
	Person p3("刘备", 50);
	Person p4("赵云", 22);
	s1.insert(p1);
	s1.insert(p2);
	s1.insert(p3);
	s1.insert(p4);
	for (set<Person, MyCompare2>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
		cout << "姓名: " << (*it).m_Name << " 年龄:" << (*it).m_Age << endl;
	}
}
int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

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