ACM/STL-容器set的介绍 / 各种操作（代码举例） / 应用

Set容器

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写在前面：本文借鉴了 一只会疼人的猫的文章

C++ STL 之所以得到广泛的赞誉，也被很多人使用，不只是提供了像vector, string, list等方便的容器，更重要的是STL封装了许多复杂的数据结构算法和大量常用数据结构操作。vector封装数组，list封装了链表，map和set封装了二叉树等，在封装这些数据结构的时候，STL按照程序员的使用习惯，以成员函数方式提供的常用操作，如：插入、排序、删除、查找等。让用户在STL使用过程中，并不会感到陌生。

关于set，必须说明的是set关联式容器。set作为一个容器也是用来存储同一数据类型的数据类型，并且能从一个数据集合中取出数据，在set中每个元素的值都唯一，而且系统能根据元素的值自动进行排序。应该注意的是set中数元素的值不能直接被改变。C++ STL中标准关联容器set, multiset, map, multimap内部采用的就是一种非常高效的平衡检索二叉树：红黑树，也成为RB树(Red-Black Tree)。RB树的统计性能要好于一般平衡二叉树，所以被STL选择作为了关联容器的内部结构。

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特点：1.set的插入删除效率比用其他序列容器高：

因为对于关联容器来说，不需要做内存拷贝和内存移动。说对了，确实如此。set容器内所有元素都是以节点的方式来存储，其节点结构和链表差不多，指向父节点和子节点。

2.当数据元素增多时，set的插入和搜索速度依然很快：

如果你知道log2的关系你应该就彻底了解这个答案。在set中查找是使用二分查找，也就是说，如果有16个元素，最多需要比较4次就能找到结果，有32个元素，最多比较5次。那么有10000个呢？最多比较的次数为log10000，最多为14次，如果是20000个元素呢？最多不过15次。看见了吧，当数据量增大一倍的时候，搜索次数只不过多了1次，多了1/14的搜索时间而已。你明白这个道理后，就可以安心往里面放入元素了。

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set详解：

1.定义方法：

头文件：
定义一个set容器：

set<int> s1;
set<double> s2;

2.基本操作：

这些操作下面会分别举例说明：

s.begin()	     返回指向第一个元素的迭代器
s.clear()	 	 清除所有元素
s.count() 	 	 返回某个值元素的个数
s.empty()	 	 如果集合为空，返回true(真）
s.end()		 	 返回指向最后一个元素之后的迭代器，不是最后一个元素
s.equal_range()  返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器
s.erase() 		 删除集合中的元素
s.find() 		 返回一个指向被查找到元素的迭代器
s.get_allocator() // 返回集合的分配器
s.insert() 		 在集合中插入元素
s.lower_bound()   返回指向大于（或等于）某值的第一个元素的迭代器
s.key_comp() 	// 返回一个用于元素间值比较的函数
s.max_size() 	  返回集合能容纳的元素的最大限值
s.rbegin()		  返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器
s.rend()		  返回指向集合中第一个元素的反向迭代器
s.size() 		  集合中元素的数目
s.swap()		  交换两个集合变量
s.upper_bound()   返回大于某个值元素的迭代器
s.value_comp() 	// 返回一个用于比较元素间的值的函数

1.insert( ),size(), max_size () , begin() , end(),clear(),empy()函数

#include 
#include 
 
using namespace std;
 set<int>s;
    s.insert(1);
    s.insert(2);
    s.insert(4);
    s.insert(0);
    cout<<"set 的 size 值为 ："<<s.size()<<endl;
    cout<<"set 的 maxsize的值为 ："<<s.max_size()<<endl;
    cout<<"set 中的第一个元素是 ："<<*s.begin()<<endl;//要*访问地址所对应的元素
     cout<<"set 中的最后一个元素是:"<<*s.end()<<endl;
     if(s.empty())
     {
         cout<<"set 为空 ！！！"<<endl;
     }
     else cout<<"set 的 size 值为 ："<<s.size()<<endl;
     s.clear();
     if(s.empty())
     {
         cout<<"set 为空 ！！！"<<endl;
     }
     else cout<<"set 的 size 值为 ："<<s.size()<<endl;
     cout<<"set 的 size 值为 ："<<s.size()<<endl;
     cout<<"set 的 maxsize的值为 ："<<s.max_size()<<endl;
     return 0;
}

输出：

set 的 size 值为 ：4
set 的 maxsize的值为 ：214748364
set 中的第一个元素是 ：0
set 中的最后一个元素是:4
set 的 size 值为 ：4
set 为空 ！！！
set 的 size 值为 ：0
set 的 maxsize的值为 ：214748364

2.s.upper_bound() s.lower_bound()

这两个我之前详细写过 ：传送门

3.erase（）：

erase(iterator) ,删除定位器iterator指向的值
erase(first,second),删除定位器first和second之间的值
erase(key_value),删除键值key_value的值

#include 
#include 

using namespace std;

int main(){
     set<int> s;
     set<int>::const_iterator iter;
     set<int>::iterator first;
     set<int>::iterator second;
     for(int i = 1 ; i <= 10 ; ++i)
     {
         s.insert(i);
     }
     for(iter = s.begin() ; iter != s.end() ; ++iter)
     {
         cout<<*iter<<" ";
     }
     cout<<endl;
     //第一种删除
     s.erase(s.begin());
     //第二种删除
     first=s.begin();
     second=s.begin();
     second++;
     second++;
     s.erase(first,second);
     //第三种删除
     s.erase(8);
    cout<<"删除后 set 中元素是 ："<<endl;
     for(iter = s.begin() ; iter != s.end() ; ++iter)
     {
         cout<<*iter<<" ";
     }
     cout<<endl;
    return 0;
}

结果：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
删除后 set 中元素是 ：
4 5 6 7 9 10
小结：set中的删除操作是不进行任何的错误检查的，比如定位器的是否合法等等，所以用的时候自己一定要注意。

4.insert()

1.insert(key_value)
将key_value插入到set中 ，返回值是pairset::iterator,bool，bool标志着插入是否成功，而iterator代表插入的位置，若key_value已经在set中，则iterator表示的key_value在set中的位置。
2.inset(first,second)
将定位器first到second之间的元素插入到set中，返回值是void.

#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
     int a[] = {1,2,3};
     int t;
     set<int> s;
     set<int>::iterator iter;
     s.insert(a,a+3);//方法2
     for(iter = s.begin() ; iter != s.end() ; ++iter)
     {
         cout<<*iter<<" ";
     }
     cout<<endl;
     pair<set<int>::iterator,bool> pr;
     cin>>t;
     pr = s.insert(t);//方法1
     if(!pr.second)
     {
         cout<<"error"<<endl;
     }
     for(iter = s.begin() ; iter != s.end() ; ++iter)
     {
         cout<<*iter<<" ";
     }
     cout<<endl;
     return 0;
}

5.find()

find(Key)的功能是返回键值为Key的元素的位置，返回值是迭代器类型

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    set<int>s;
    for(int i=0;i<10;i++)
        s.insert(i);
    set<int>::iterator it1=s.find(4);
    set<int>::iterator it2=s.find(11);//其搜索的区间是前开后闭的，没找到11会返回迭代器末端，也就是end（）。
    if(it1!=s.end())
        cout<<*(it1)<<endl;
    else cout<<"error"<<endl;
    if(it2!=s.end())
        cout<<*(it2)<<endl;
    else cout<<"error"<<endl;
    return 0;
}

输出：
4
error

6.swap()

进行两个集合的交换

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    set<int>s1;
    set<int>s2;
    for(int i=0;i<10;i++)
        s1.insert(i);
    for(int i=10;i<15;i++)
        s2.insert(i);
    cout<<"s1:";
    for(set<int>::iterator it =s1.begin();it!=s1.end();it++)
        cout<<*(it)<<" ";
    cout<<endl;
    cout<<"s2:";
    for(set<int>::iterator it =s2.begin();it!=s2.end();it++)
        cout<<*(it)<<" ";
    cout<<endl;
    s1.swap(s2);//进行交换
    cout<<"s1:";
    for(set<int>::iterator it =s1.begin();it!=s1.end();it++)
        cout<<*(it)<<" ";
    cout<<endl;
    cout<<"s2:";
    for(set<int>::iterator it =s2.begin();it!=s2.end();it++)
        cout<<*(it)<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

输出：
s1:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
s2:10 11 12 13 14
s1:10 11 12 13 14
s2:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

7.s.equal_range() // 返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器

返回一对定位器，分别表示第一个大于或等于给定关键值的元素和 第一个大于给定关键值的元素，这个返回值是一个pair类型，如果这一对定位器中哪个返回失败，就会等于end()的值。

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    set<int>s;
    set<int>::iterator ter;
    for(int i=1;i<5;i++)
        s.insert(i);
     pair<set<int>::const_iterator,set<int>::const_iterator> pr;
     pr = s.equal_range(3);
     cout<<"第一个大于等于 3 的数是 ："<<*pr.first<<endl;
     cout<<"第一个大于 3的数是 ： "<<*pr.second<<endl;
    return 0;
}