【C++STL】一篇总结std::set

最新推荐文章于 2025-03-28 10:56:16 发布

小玉abc

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分类专栏： C++ 文章标签： c++ 开发语言 stl

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1、基本概念

C++ STL中的std::set相当于集合，是用红黑树实现的关联容器，集合中的每个元素只出现一次(参照数学中集合的互斥性)，并且是排好序的(默认按键值升序排列)，能够提供高效的数据管理和操作。

std::set中的元素必须是可比较的，且每个元素必须是唯一的。

2、set初始化

#include<set>

int main(){
    //默认初始化一个空的set
    std::set<int> mySet;

    //使用初始化列表初始化set
    std::set<int> mySet = {1, 2, 3, 4, 5};

    //从另一个set复制初始化
    std::set<int> anotherSet(mySet);
}

3、基本操作

3.1添加元素

std::set<int> mySet;

// 插入元素
mySet.insert(5);

// 插入多个元素
std::set<int> moreNumbers = {6, 7, 8};
mySet.insert(moreNumbers.begin(), moreNumbers.end());

3.2访问元素

//迭代器访问元素
for(std::set<int>::iterator it = mySet.begin(); it != mtSet.end(); ++it){
    std::cout << *it << ' ';
}
std::cout << endl;

补充：关于 iterator

在C++中，iterator是一个提供了对容器元素进行遍历访问的抽象概念。迭代器类似于指针，但它们提供了一种更通用和更安全的方式来访问容器中的元素。

3.3查找元素

// 查找元素
auto it = mySet.find(7);
if (it != mySet.end()) {
    std::cout << "Found: " << *it << std::endl;
}

3.4删除元素

// 删除特定的元素
mySet.erase(5);

// 删除迭代器指向的元素
auto it = mySet.find(6);
if (it != mySet.end()) {
    mySet.erase(it);
}

// 删除一定范围内的元素
mySet.erase(mySet.begin(), mySet.find(8));

3.5判断是否为空、获取大小

if (!mySet.empty()) {
    std::cout << "The set is not empty." << std::endl;
}
std::size_t size = mySet.size();

4、高级操作

4.1范围查询

std::set支持范围查询，可以找到某个值上下边界的元素。

// 查找不小于给定值的最小元素
auto lowerBoundIt = mySet.lower_bound(3);

// 查找大于给定值的最大元素
auto upperBoundIt = mySet.upper_bound(3);

// 范围查询，获取一个区间的所有元素
std::set<int>::iterator first = mySet.lower_bound(3);
std::set<int>::iterator last = mySet.upper_bound(3);
for (auto it = first; it != last; ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

4.2自定义比较函数

struct CustomCompare {
    bool operator()(const int& a, const int& b) const {
        return a > b; // 降序排列
    }
};

std::set<int, CustomCompare> myCustomSet;

5、常用内部函数总结

构造函数和初始化

std::set()：默认构造一个空的 set。
std::set(const std::set& other)：复制构造函数，创建一个与 other 相同的 set。
std::set(std::initializer_list<value_type> init)：使用初始化列表构造 set。

插入和赋值

insert(const value_type& value)：在 set 中插入一个元素。
insert(InputIt first, InputIt last)：从迭代器指定的范围内插入元素。
emplace(Args&&... args)：就地构造元素并插入。
swap(std::set& other)：与 other 交换内容。

访问元素

find(const key_type& key)：查找具有指定键的元素，返回一个迭代器。
count(const key_type& key)：返回具有指定键的元素的数量（在 set 中总是 0 或 1）。

删除元素

erase(const_iterator position)：删除迭代器指向的元素。
erase(const key_type& key)：删除具有指定键的元素。
erase(const_iterator first, const_iterator last)：删除指定范围内的所有元素。
clear()：移除 set 中的所有元素。

大小和容量

empty()：检查 set 是否为空。
size()：返回 set 中元素的数量。

上下文操作

lower_bound(const key_type& key)：找到不小于给定键的最低元素的迭代器。
upper_bound(const key_type& key)：找到大于给定键的最高元素的迭代器。
equal_range(const key_type& key)：返回一个 pair，包含 lower_bound 和 upper_bound。

比较

operator==：比较两个 set 是否相等。
operator!=：比较两个 set 是否不相等。
operator<：比较一个 set 是否小于另一个 set。
operator<=：比较一个 set 是否小于或等于另一个 set。
operator>：比较一个 set 是否大于另一个 set。
operator>=：比较两个 set 是否大于或等于。

其他

key_comp()：返回一个用于比较 set 中元素的函数。
value_comp()：返回一个用于比较 set 中元素值的函数。