C++知识小屋(7):STL——set和multiset常用方法小结（含set的自定义排序方法）

       STL在C++中起到非常重要的作用，最大的好处就是将常见的数据结构进行了封装，使得我们不需要从底层一步步去实现，使用起来非常方便。C++知识小屋的STL系列旨在将常见STL库的常见函数进行小结，以函数+示例+结果展示的方式作为文章的整体结构。希望能够在用到这些库的时候能够快速上手，熟练地使用它们来解决一些常见的问题。

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set

• 我们来考虑这样一个问题，对于直角坐标系上的很多个点，我们想要用一个容器装起来，但是对于重复的点我们不能够计算。比如（1，1）这个点出现了两次，我们只能算一次。

• 如果用普通的vector或者数组来操作的话，每次添加新的元素，都需要判断原有的元素是否存在，比较繁琐。

• 而set集合很好地解决了这个问题，对于重复的元素，会自动过滤掉，只留下不重复的元素。

• 同时set支持自定义排序的方式进行排序

• 包含下面几个常用函数，拿set< int > A举例：

  • A.insert(1) ：在A中插入元素1
  • A.erase(1) ：在A中删除元素1
  • A.empty() ： 判断A是否为空，为空返回1，不为空返回0
  • A.clear() ：清空A中的全部元素

• 程序前面需要加上下面的库

  #include 
  

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set的创建

• set的创建规范如下，其中类型必须要写，排序方式可写可不写。
  set<类型，（排序方式）> 对象名

• 下面拿int类型的例子示范：

  • 首先创建int类型的对象，并且指明排序方式为递增。
    • 默认为递增排序方式，即不填写该参数则按照递增的方式来
    • less是递增，greater是递减
    • 最后两个">“中间一定要有空格，否则会识别为输入运算符”>>"
  • 依次插入四个元素：1，2，3，1
  • 通过迭代器依次输出B集合内的元素：
    • 可看到我们输入了两次1，但是结果只有一个1

#include 
#include 
using namespace std;

int main() {
	//定义set，指明类型 
	set<int,less<int> > B;	//less是递增，greater是递减，若不指明则为递增 
	B.insert(1);
	B.insert(3);
	B.insert(2);
	B.insert(1);
	
	//元素递增输出，可看到上面的两个1最后只存在一次，不重复 
	for(set<int>::iterator it = B.begin();it!=B.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	return 0;
}

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自定义类的set 和 自定义set排序方式

• 回到刚开始的例子，对于二维平面上的很多点，我们现在希望用set来装起来，且重复的点不能算，而且需要符合下面的排序方式：
  • 先比较x，x小的放前面
  • 如果x一样，y小的放前面

如何自定义排序

• 创建一个排序类cmp，在里面的公有函数中（public内）重载“（）”符号为自定义排序方式
  • 与优先队列和sort自定义排序不同，它们是需要自定义"<"符号，而set需要自定义“（）”符号

//定义排序规则 
class cmp											//定义排序类
{
	public:											//须在公有方法内定义
        bool operator () ( Point  A,  Point  B) 	//重载（）符号
        {
               if(A.x != B.x){
                	return A.x < B.x; 				//x小的放前面
				}
				else{
					return A.y < B.y;				//x相同则y小的放前面
				}
        }
};

完整程序

• 下面的例子中，首先创建了点类Point，然后定义了排序规则cmp
• main函数中，首先创建了集合A，然后添加了六个元素，注意我们添加了两次（1，1）元素
• 接着输出了A中的size值为5（因此重复的算一次），且empty函数返回0（因为不为空）
• 然后输出了A的全部元素，符合我们的排序规则，先按x小的输出，再按y小的输出
• 通过erase函数删除点（1，1），再输出发现点（1，1）已经被删除
• 通过clear函数清空整个集合A，再输出发现A中无元素

#include 
#include 
using namespace std;

//定义点类 
class Point{
public:
	int x,y;
	Point(int _x = 0,int _y = 0){
		x = _x;
		y = _y;
	}
        
    friend ostream & operator << (ostream & o,const Point & A){
    	o << "x = " << A.x << "  ,y = " << A.y << endl;
    	return o;
	}
};


//定义排序规则 
class cmp											//定义排序类
{
	public:											//须在公有方法内定义
        bool operator () ( Point  A,  Point  B) 	//重载（）符号
        {
               if(A.x != B.x){
                	return A.x < B.x; 				//x小的放前面
				}
				else{
					return A.y < B.y;				//x相同则y小的放前面
				}
        }
};
int main() {
	
	//创建集合并添加新元素 
	set<Point,cmp> A;
	A.insert(Point(1,1));
	A.insert(Point(1,1));
	A.insert(Point(2,2));
	A.insert(Point(2,4));
	A.insert(Point(4,2));
	A.insert(Point(4,4));	
	
	//输出
	cout << "A.size() = " << A.size() << endl;
	cout << "A.empty() = " << A.empty() << endl;
	
	//输出set全部元素 
	cout << "set中的全部元素为: " << endl; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
	//删除一个元素 
	A.erase(Point(1,1));
	cout << "删除一个元素后set中的全部元素为: " << endl ; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
	//清空set 
	A.clear();
	cout << "清空set后的全部元素为: " << endl; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;	
	
	return 0;
}

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multiset

• multiset与set的区别，在于multiset允许一个元素存在多次。
  • 删除某个元素的时候，与之相同的所有元素都会删除。
• multiset也被包含在set相同的库中#include
• 下面用multiset实现上面的Point类,整个程序只需要将set A; 改成 multiset A; 即可，下面展示代码和运行结果：
  • 可以看到与上面的图不一样的是，输入的两次点（1，1）在multiset中都会被输出出来。
  • 当删除点（1，1）后，两个点（1，1）都会被删除

#include 
#include 
using namespace std;

//定义点类 
class Point{
public:
	int x,y;
	Point(int _x = 0,int _y = 0){
		x = _x;
		y = _y;
	}
        
    friend ostream & operator << (ostream & o,const Point & A){
    	o << "x = " << A.x << "  ,y = " << A.y << endl;
    	return o;
	}
};


//定义排序规则 
class cmp											//定义排序类
{
	public:											//须在公有方法内定义
        bool operator () ( Point  A,  Point  B) 	//重载（）符号
        {
               if(A.x != B.x){
                	return A.x < B.x; 				//x小的放前面
				}
				else{
					return A.y < B.y;				//x相同则y小的放前面
				}
        }
};
int main() {
	
	//创建集合并添加新元素 
	multiset<Point,cmp> A;
	A.insert(Point(1,1));
	A.insert(Point(1,1));
	A.insert(Point(2,2));
	A.insert(Point(2,4));
	A.insert(Point(4,2));
	A.insert(Point(4,4));	
	
	//输出
	cout << "A.size() = " << A.size() << endl;
	cout << "A.empty() = " << A.empty() << endl;
	
	//输出multiset全部元素 
	cout << "set中的全部元素为: " << endl; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
	//删除一个元素 
	A.erase(Point(1,1));
	cout << "删除一个元素后set中的全部元素为: " << endl ; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
	//清空multiset 
	A.clear();
	cout << "清空set后的全部元素为: " << endl; 
	for(set<Point>::iterator it = A.begin();it!=A.end();it++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;	
	
	return 0;
}