【C++】STL之树形结构的关联式容器 ----- set和multiset

set

一、set的介绍

set文档介绍

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，set中只放value，但在底层实际存放的是由构成的键值对。
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：O(logN)
7. set中的元素不允许修改
8. set中的底层使用二叉搜索树（红黑树）来实现

二、set的使用

1、set的模板参数列表

T：set中存放元素的类型，实际在底层存储的键值对。
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。

2、set的构造

函数声明	功能介绍
set(const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator());	构造空的set
set(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator());	用[first，last)区间中的元素构造set
set(const set& x);	set的拷贝构造

3、set的迭代器

函数申明	功能简介
iterator begin()	返回set中起始位置元素的迭代器
iterator end()	返回set中最后一个元素后面的迭代器
const_iterator cbegin() const	返回set中起始位置元素的const迭代器
const_iterator cend() const	返回set中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()	返回set第一个元素的反向迭代器，即rend
reverse_iterator rend()	返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbegin
const_reverse_iterator crbegin() const	返回set第一个元素的反向const迭代器，即crend
const_reverse_iterator rend() const	返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin

4、set的容量

函数声明	功能介绍
bool empty() const	检测set是否为空，空返回true，否则返回false
size_type size() const	返回set中有效元素的个数

5、set修改操作

函数声明	功能介绍
pair insert(const value_type& x)	在set中插入元素x，实际插入的是构成的键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的位置，true>，如果插入失败，说明x在set中已经存在，返回
iterator insert(iterator position, const value_type& x)	在set的position位置插入x，实际插入的是构成的键值对，注意：position位置只是参考，x最终不一定在该位置
template void insert(InputIterator first, InputIterator last);	在set中插入[first，last)区间中的元素
void erase(iterator position)	删除set中position位置上的元素
size_type erase(const key_type& x)	删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数
void erase(iterator first, iterator last)	删除set中[first，last)区间中的元素
void swap(set& st);	交换set中的元素
void clear()	将set中的元素清空
iterator find(const key_type& x) const	返回set中值为x的元素的位置
size_type count(const key_type& x) const	返回set中值为x的元素的个数

6、set的使用举例

#include 

void TestSet()
{
	//用数组array中的元素构造set
	int array[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
	set<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	cout << s.size() << endl;

	//正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重
	for (auto& e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	//使用迭代器逆向打印set中的元素
	for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
		cout << *it << " ";
	cout << endl;

	//set中值为3的元素出现了几次
	cout << s.count(3) << endl;
}

multiset

一、multiset的介绍

multiset文档介绍

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中在底层中存储的是的键值对
2. multiset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
5. multiset中的元素不能修改
6. 在multiset中找某个元素，时间复杂度为O(logN)
7. multiset的作用：可以对元素进行排序

二、multiset的使用

multiset中的接口与set相同，小可爱们可以参考上述的set。
举个栗子：

#include 

void TestSet()
{
	int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };

	//注意：multiset在底层实际存储的是的键值对
	multiset<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	for (auto& e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	//测试multiset中是否可以存储值相同的元素
	s.insert(5);
	cout << s.count(5) << endl;
	for (auto& e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	//删除所有值为5的元素
	s.erase(5);
	for (auto& e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
}