stl_set

文章目录

  • set
    • 1.关联式容器
    • 2.键值对
    • 3. set
      • 3.1 set介绍
      • 3.2 set的使用
        • 3.2.1 pair
        • 3.2.2 find
        • 3.2.3 lower_bound
      • 3.3 multiset
        • 3.3.1 multiset的介绍
        • 3.3.2 multiset的使用
        • 3.3.3 find
        • 3.3.4 equal_range
        • 3.3.5 erase

set

1.关联式容器

在初阶阶段,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。

那什么是关联式容器?它与序列式容器有什么区别?

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。

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

3. set

3.1 set介绍

set文档介绍

翻译:

  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: l o g 2 n log_2 n log2n
  7. set中的元素不允许修改(为什么?)
  8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

3.2 set的使用

  1. set的模板参数列表

在这里插入图片描述

T: set中存放元素的类型,实际在底层存储<value, value>的键值对。

Compare:set中元素默认按照小于来比较

Alloc:set中元素空间的管理方式,使用STL提供的空间配置器管理

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}
}int main()
{test_set();return 0;
}

验证结果:

在这里插入图片描述

当然,遍历set值,也可以使用范围for:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;for(auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

运行结果对比:

在这里插入图片描述

正所谓只要支持迭代器,就一定支持范围for!!

可以发现,有相同的值只返回了一次,而且走的是中序遍历。

注:set的底层是红黑树,本质也是一个二叉搜索树,当有相同的值时便不会再插入了,返回的是false

这是就一个问题了,查找到相同值时,布尔值是如何返回接受的呢?

答:通过pair接受返回值

3.2.1 pair

这里来查看pair接口:

在这里插入图片描述

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){}
};

下面用pair接受返回值示例:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);auto ret1 = s.insert(5);cout << ret1.second << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret2 = s.insert(5);cout << ret2.second << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret3 = s.insert(4);cout << ret3.second << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

接收结果:

在这里插入图片描述

从结果可以看出,插入成功返回 1 ,插入失败返回 0 。

3.2.2 find

find接口简介:

在这里插入图片描述

返回值介绍:

在这里插入图片描述

find返回的就是迭代器 !!

当想在set中删除值时,也可以通过find来删除:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.erase(1);  //直接删除set<int>::iterator it = s.find(2);  //find函数删除if (it != s.end()){s.erase(it);}for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

删除结果:

在这里插入图片描述

如果查找的不存在,则程序会崩溃掉!!

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(30);s.erase(it);for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

结果:

在这里插入图片描述

这里用的是vscode为显示任何效果,如果用vs,则会显示程序崩溃窗口!!

当夜也有解决方法:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(30);if (it != s.end()){s.erase(it);}for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

在这里插入图片描述

3.2.3 lower_bound

给一个值返回一个迭代器!!

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> myset;set<int>::iterator itlow, itup;for (int i = 1; i < 10; i++){myset.insert(i * 10);   //10 20 30 40 50 60 70 80 90}itlow = myset.lower_bound(25);  //>= val值的位置的iteratoritup = myset.upper_bound(60);   //> val值的位置的iteratormyset.erase(itlow, itup);  //取值范围[25,60]for(auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

返回结果:

在这里插入图片描述

注意: set不支持修改!!!其余的功能就是迭代器的正常调用!!

3.3 multiset

3.3.1 multiset的介绍

multiset文档介绍

在这里插入图片描述

[翻译]:

  1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。

  2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对,因此value本身就是key,key就是value,类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的),但可以从容器中插入或删除。

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

  4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。

  5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

注意:

  1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对

  2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可

  3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的

  4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列

3.3.2 multiset的使用

此处只简单演示set与multiset的不同,其他接口接口与set相同:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);multiset<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

运行结果:

在这里插入图片描述

从结果看来,multiset的功能:排序 + 去重 !!!

3.3.3 find
#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);multiset<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//如果有多个值,find返回中序第一个valit = s.find(2);while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

调用结果:

在这里插入图片描述

3.3.4 equal_range

实例:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);cout << "原序列: ";for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;cout << "现序列: ";auto ret = s.equal_range(2);s.erase(ret.first, ret.second);for(auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

调用结果:

在这里插入图片描述

其中,first 和 second 的意义就是:

  • first:>=val值
  • second:>val值

由此可见,其功能就是删除所指定查找的所有重复的val值。

3.3.5 erase

在multiset中的使用:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);cout << "原序列: ";for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;cout << "删除个数: ";size_t n = s.erase(2);cout << n << endl;cout << "现序列: ";for(auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

删除结果:

在这里插入图片描述

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