STL之set容器代码详解

1 基础概念

在这里插入图片描述

所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

set不允许容器中有重复的元素；

multiset允许容器中有重复的元素。

2 代码示例

Talk is cheap, show me the code.

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>void printSet(const set<int>& ss)
{for (set<int>::const_iterator it = ss.begin(); it != ss.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void printMultiset(const multiset<int>& ss)
{for (multiset<int>::const_iterator it = ss.begin(); it != ss.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}/*
构造：
set<T> st; //默认构造函数：
set(const set &st); //拷贝构造函数
赋值：
set& operator=(const set &st); //重载等号操作符
*/void test01()
{set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(40);printSet(s1);set<int> s2(s1);printSet(s2);set<int> s3;s3 = s2;printSet(s3);}/*
大小和交换函数原型：
size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器
*/void test02()
{set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(40);printSet(s1);if (s1.empty()){cout << "Empty" << endl;}else{cout << "Size: " << s1.size() << endl;}set<int> s2;s2.insert(100);cout << "交换前：" << endl;printSet(s1);printSet(s2);s1.swap(s2);cout << "交换后" << endl;printSet(s1);printSet(s2);
}/*
插入和删除函数原型：
insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。
*/void test03()
{multiset<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(40);s1.insert(40);s1.insert(40);s1.insert(40);printMultiset(s1);s1.erase(s1.begin());printMultiset(s1);s1.erase(40);printMultiset(s1);s1.erase(s1.begin(), s1.end());printMultiset(s1);}/*
查找和统计函数原型：
find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数
*/void test04()
{multiset<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(40);s1.insert(40);s1.insert(40);s1.insert(40);printMultiset(s1);multiset<int>::iterator pp = s1.find(20);if (pp != s1.end()){cout << "Find It: " << *pp << endl;}else{cout << "No this element" << endl;}cout << s1.count(40) << endl;}/*
set和multiset区别:
set不可以插入重复数据，而multiset可以
set插入数据的同时会返回插入结果，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
*/void test05()
{set<int> s1;pair<set<int>::iterator, bool> ret = s1.insert(10);if (ret.second){cout << "Insert OK" << endl;}else{cout << "Failed!" << endl;}ret = s1.insert(10);if (ret.second){cout << "Insert OK" << endl;}else{cout << "Failed!" << endl;}}/*
pair对组创建
功能描述：
成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据
两种创建方式：
pair<type, type> p ( value1, value2 );
pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );
*/void test06()
{pair<string, int> pp1("zhangsan", 20);pair<string, int> pp2 = make_pair("lisi", 23);cout << pp1.first << " " << pp1.second << endl;cout << pp2.first << " " << pp2.second << endl;
}/*
set容器排序:
set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则
主要技术点：
利用仿函数，可以改变排序规则
*/class Person
{
public:Person(string name, int age){this->name = name;this->age = age;}string name;int age;
};class compareP
{
public:bool operator()(const Person& p1, const Person& p2)const //VS2019需要在这个后面加一个const{return p1.age > p2.age;}
};void test07()
{set<Person, compareP> s;Person p1("刘备", 23);Person p2("关羽", 27);Person p3("张飞", 25);Person p4("赵云", 21);s.insert(p1);s.insert(p2);s.insert(p3);s.insert(p4);for (set<Person, compareP>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << (*it).name << " " << (*it).age << endl;}
}int main()
{test07();system("pause");return 0;
}

3 应用场景

C++的STL（标准模板库）中的set容器是一个有序的集合，其中的元素都是唯一的。它基于红黑树实现，提供了高效的插入、删除和查找操作。在实际项目中，set容器经常用于以下场景：

去重操作：
当你需要从一组数据中去除重复元素时，set容器是一个理想的选择。由于set只允许存储唯一的元素，插入重复元素时不会导致集合中存在相同的值。这对于需要保持元素唯一性的情况非常有用。

#include <set>
#include <iostream>int main() {std::set<int> uniqueNumbers;uniqueNumbers.insert(10);uniqueNumbers.insert(20);uniqueNumbers.insert(10); // 这个插入操作不会改变集合，因为10已经存在for (const auto& num : uniqueNumbers) {std::cout << num << " ";}return 0;
}

查找操作：set容器提供了快速的查找操作，因为底层实现是红黑树，保证了对数时间的查找复杂度。这对于需要快速检查元素是否存在于集合中的场景非常有帮助。

#include <set>
#include <iostream>int main() {std::set<std::string> names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};std::string searchName = "Bob";if (names.find(searchName) != names.end()) {std::cout << searchName << " found in the set." << std::endl;} else {std::cout << searchName << " not found in the set." << std::endl;}return 0;
}

有序遍历：
由于set是有序的容器，可以很容易地实现按顺序遍历元素的需求。这在需要按照一定顺序处理元素的情况下非常有用。

#include <set>
#include <iostream>int main() {std::set<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 9};for (const auto& num : numbers) {std::cout << num << " ";}return 0;
}

这些是set容器在实际项目中的一些常见应用场景。根据具体需求，set还可以与其他STL容器和算法结合使用，提供更丰富的功能。

4 实际用例

假设你正在开发一个简单的单词计数应用，需要统计一段文本中不同单词的出现次数。在这种情况下，set容器可以很方便地帮助你实现去重操作，确保每个单词只被计数一次。以下是一个使用set的小demo：

#include <iostream>
#include <set>
#include <map>
#include <string>
#include <sstream>int main() {// 输入的文本std::string text = "This is a sample text with some repeated words. This is just a demo.";// 使用set进行去重操作std::set<std::string> uniqueWords;// 使用map来记录单词出现的次数std::map<std::string, int> wordCount;// 通过istringstream分割文本并处理单词std::istringstream iss(text);std::string word;while (iss >> word) {// 将单词插入set，确保唯一性uniqueWords.insert(word);// 更新单词计数wordCount[word]++;}// 打印去重后的单词std::cout << "Unique words in the text:" << std::endl;for (const auto& uniqueWord : uniqueWords) {std::cout << uniqueWord << " ";}std::cout << std::endl;// 打印每个单词的出现次数std::cout << "Word count:" << std::endl;for (const auto& pair : wordCount) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << " times." << std::endl;}return 0;
}