STL容器操作--set/multiset详解

1、set/multiset的简介

• set是一个集合容器，其中所包含的元素是唯一的，集合中的元素按一定的顺序排列。元素插入过程是按排序规则插入，所以不能指定插入位置。
• set采用红黑树变体的数据结构实现，红黑树属于平衡二叉树。在插入操作和删除操作上比vector快。
• set不可以直接存取元素。（不可以使用at.(pos)与[]操作符）。
• multiset与set的区别：set支持唯一键值，每个元素值只能出现一次；而multiset中同一值可以出现多次。
• 不可以直接修改set或multiset容器中的元素值，因为该类容器是自动排序的。如果希望修改一个元素值，必须先删除原有的元素，再插入新的元素。
• #include  

2、set/multiset对象的默认构造

set setInt;            //一个存放int的set容器。

set setFloat;     //一个存放float的set容器。

set setString;     //一个存放string的set容器。

multiset mulsetInt;            //一个存放int的multi set容器。

multi set multisetFloat;     //一个存放float的multi set容器。

multi set multisetString;     //一个存放string的multi set容器。

 

3、set的插入与迭代器

• set.insert(elem);     //在容器中插入元素。
• set.begin();  //返回容器中第一个数据的迭代器。
• set.end();  //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。
• set.rbegin();  //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
• set.rend();   //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。

set setInt;

setInt.insert(3); setInt.insert(1);setInt.insert(5);setInt.insert(2);

for(set::iterator it=setInt.begin(); it!=setInt.end(); ++it)

{

      int iItem = *it;

      cout << iItem;    //或直接使用cout << *it

}

//这样子便顺序输出  1 2 3 5。



set.rbegin()与set.rend()。略。

 

4、Set集合的元素排序

• set >  setIntA;  //该容器是按升序方式排列元素。
• set> setIntB;   //该容器是按降序方式排列元素。
• set 相当于 set>。
• less与greater中的int可以改成其它类型，该类型主要要跟set容纳的数据类型一致。
• 疑问1：less<>与greater<>是什么？
• 疑问2：如果set<>不包含int类型，而是包含自定义类型，set容器如何排序？
• 要解决如上两个问题，需要了解容器的函数对象，也叫伪函数，英文名叫functor。
• 下面将讲解什么是functor，functor的用法。

 

使用stl提供的函数对象

set> setIntB;  

setIntB.insert(3);

setIntB.insert(1);

setIntB.insert(5);

setIntB.insert(2);

此时容器setIntB就包含了按顺序的5,3,2,1元素

函数对象functor的用法

• 尽管函数指针被广泛用于实现函数回调，但C++还提供了一个重要的实现回调函数的方法，那就是函数对象。
• functor，翻译成函数对象，伪函数，算符，是重载了“()”操作符的普通类对象。从语法上讲，它与普通函数行为类似。
• greater<>与less<>就是函数对象。
• 下面举出greater的简易实现原理。

 

下面举出greater的简易实现原理。

struct greater

{

bool operator() (const int& iLeft, const int& iRight)

{

       return (iLeft>iRight);    //如果是实现less的话，这边是写return (iLeft

}

}

容器就是调用函数对象的operator()方法去比较两个值的大小。

题目：学生包含学号，姓名属性，现要求任意插入几个学生对象到set容器中，使得容器中的学生按学号的升序排序。



解：

//学生类

class CStudent

{

         public:

                   CStudent(int iID, string strName)

                   {

                            m_iID = iID;

                            m_strName = strName;

                   }

     int m_iID;                //学号

     string m_strName;        //姓名

}

//为保持主题鲜明，本类不写拷贝构造函数，不类也不需要写拷贝构造函数。但大家仍要有考虑拷贝构造函数的习惯。



//函数对象

struct StuFunctor

{

                   bool operator()  (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)

                   {

                            return (stu1.m_iID setStu;

                   setStu.insert(CStudent(3,"小张"));

                   setStu.insert(CStudent(1,"小李"));

                   setStu.insert(CStudent(5,"小王"));

                   setStu.insert(CStudent(2,"小刘"));

                   //此时容器setStu包含了四个学生对象，分别是按姓名顺序的“小李”，“小刘”，“小张”，“小王”

}



set对象的拷贝构造与赋值

set(const set &st);                 //拷贝构造函数

set& operator=(const set &st);        //重载等号操作符

set.swap(st);                                //交换两个集合容器



set setIntA;

         setIntA.insert(3);

         setIntA.insert(1);

         setIntA.insert(7);

         setIntA.insert(5);

         setIntA.insert(9);



         set setIntB(setIntA);  //1 3 5 7 9

        

         set setIntC;

         setIntC = setIntA;              //1 3 5 7 9



         setIntC.insert(6);

         setIntC.swap(setIntA);       //交换

5、set的大小

• set.size();    //返回容器中元素的数目
• set.empty();//判断容器是否为空

set setIntA;

         setIntA.insert(3);

         setIntA.insert(1);

         setIntA.insert(7);

         setIntA.insert(5);

         setIntA.insert(9);



         if (!setIntA.empty())

         {

                   int iSize = setIntA.size();            //5

         }

6、set的删除

• set.clear();          //清除所有元素
• set.erase(pos);   //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• set.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。
• set.erase(elem);     //删除容器中值为elem的元素。

 

删除区间内的元素

setInt是用set声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9,11元素。

set::iterator itBegin=setInt.begin();

++ itBegin;

set::iterator itEnd=setInt.begin();

++ itEnd;

++ itEnd;

++ itEnd;

setInt.erase(itBegin,itEnd);

//此时容器setInt包含按顺序的1,6,9,11四个元素。

 

删除容器中第一个元素

setInt.erase(setInt.begin());             //6,9,11

 

删除容器中值为9的元素

set.erase(9);    

 

 

删除setInt的所有元素

setInt.clear();                     //容器为空

7、set的查找

• set.find(elem);   //查找elem元素，返回指向elem元素的迭代器。
• set.count(elem);   //返回容器中值为elem的元素个数。对set来说，要么是0，要么是1。对multiset来说，值可能大于1。
• set.lower_bound(elem);  //返回第一个>=elem元素的迭代器。
• set.upper_bound(elem);       //  返回第一个>elem元素的迭代器。
• set.equal_range(elem);               //返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间，下限是开区间，如[beg,end)。
•  
• 以上函数返回两个迭代器，而这两个迭代器被封装在pair中。
• 以下讲解pair的含义与使用方法。
•  

set setInt;

         setInt.insert(3);

         setInt.insert(1);

         setInt.insert(7);

         setInt.insert(5);

         setInt.insert(9);



         set::iterator itA = setInt.find(5);

         int iA = *itA;              //iA == 5

         int iCount = setInt.count(5);    //iCount == 1



         set::iterator itB = setInt.lower_bound(5);

         set::iterator itC = setInt.upper_bound(5);

         int iB = *itB;     //iB == 5

         int iC = *itC; //iC == 7



pair< set::iterator, set::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);  //pair是什么？

8、pair的使用

• pair译为对组，可以将两个值视为一个单元。
• pair存放的两个值的类型，可以不一样，如T1为int，T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。
• pair.first是pair里面的第一个值，是T1类型。
• pair.second是pair里面的第二个值，是T2类型。

 

set setInt;

...  //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9

pair< set::iterator , set::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);

set::iterator itBeg = pairIt.first;

set::iterator itEnd = pairIt.second;

//此时 *itBeg==5  而  *itEnd == 7

小结

• 一、容器set/multiset的使用方法；

                            红黑树的变体，查找效率高，插入不能指定位置，插入时自动排序。

• 二、functor的使用方法；

    类似于函数的功能，可用来自定义一些规则，如元素比较规则。

• 三、pair的使用方法。

         对组，一个整体的单元，存放两个类型(T1,T2，T1可与T2一样)的两个元素。

 

案例:

       int x;

    scanf("%ld",&x);

    multiset h;//建立一个multiset类型，变量名是h，h序列里面存的是int类型,初始h为空

    while(x!=0){

        h.insert(x);//将x插入h中

        scanf("%ld",&x);

    }   



       pair< multiset::iterator , multiset::iterator > pairIt = h.equal_range(22);

       multiset::iterator itBeg = pairIt.first;

       multiset::iterator itEnd = pairIt.second;



       int nBeg = *itBeg;

       int nEnd = *itEnd;



    while(!h.empty()){// 序列非空h.empty()==true时表示h已经空了

              multiset::iterator c = h.begin();//c指向h序列中第一个元素的地址，第一个元素是最小的元素

        printf("%ld ",*c);//将地址c存的数据输出

        h.erase(c);//从h序列中将c指向的元素删除

    }    

参考：传智扫地僧讲义