C++ | STL 单集合容器set和多集合容器multiset
目录
一.单集合容器set和多集合容器multiset
二.set常用的构造方式
三.set的插入，删除以及查找操作
四.set的访问函数
五.比较 set 和multiset的不同
六.使用set和multiset时的注意事项
一.单集合容器set和多集合容器multiset
set指的是单集合容器，所谓的单集合容器指的是容器里面的数据不能重复，所需要的头文件为#include
multiset指的是多集合容器，所谓的多集合容器指的是容器里面的数据可以重复，所需要的头文件为#include
二.set常用的构造方式
#include
#include
#include
template
void Show(Container con)
{
typename Container::iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
std::cout << *it << " ";
it++;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
std::set myset; //默认的构造
int arr[] = { 13, 2, 343, 2, 53, 6 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
std::set myset1(arr, arr + len);
Show(myset);
Show(myset1);
return 0;
}
在构造set容器myset时，调用的是set类中默认的构造函数，（所有的容器中都有默认的构造函数），且构造的同时没有做任何事情。
在构造set容器myset1时，我们传入的参数是一个迭代器区间，即将arr数组的开始和末尾的后一个位置传入，也就是将arr中的数据插入到myset1中。并且我们发现，虽然在向myset1中插入元素时，有重复的元素2，但最终的打印的结果却只有一个2，这是因为单集合容器set里面的数据不能重复。而且打印的结果是从小到大打印的，这是因为单集合容器set的底层为红黑树，默认的排序方式是从小到大的。
三.set的插入，删除以及查找操作
#include
#include
#include
template
void Show(Container con)
{
typename Container::iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
std::cout << *it << " ";
it++;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
std::set myset; //默认的构造
std::set myset1;
int arr[] = { 11,22,33,44 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
myset1.insert(arr, arr + len);
Show(myset1);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
myset.insert(i + 1);//按位置插入 set只给出了数据 没有给出位置。
}
myset.insert(myset.begin(), 10);//位置无效
Show(myset);
myset.erase(10);
std::set::iterator it = myset.begin();
myset.erase(it);
Show(myset);
return 0;
} 
我们知道，set容器的底层是红黑树，而红黑树是在二叉排序树的基础上实现的，这也就意味着在向set容器中插入元素时不需要传入位置，因为红黑树会自动根据插入节点的值的大小来调整该节点的位置，使得最后该二叉树还是一个红黑树，因此也就不存在头插，尾插以及按位置插等方法，例如上述代码中，哪怕你在insert函数中给定了要插入的位置，系统也会将该位置忽略，所以我们在调用insert时只需要给定要插入的值就可以。或者我们也可以给定一个迭代器区间，将这个区间内的所有值都插入。
insert的重载还有很多，在这里就不一一列举。
因为set的底层为红黑树，因此也不存在头删，尾删，因为每个节点的位置随时都可能发生变动。
erase的重载还有很多，在这里就不一一列举。
关于在set容器中查找一个值为val的元素是否存在，在std域下有一个泛型算法find可以实现，这个find函数的形参是要查找的范围即一个迭代器区间，以及要查找的值val，但这个find的时间复杂度为O(n)，因为这个泛型算法采用的是顺序遍历。另外，在set类中也会提供一个find函数，这个find函数的形参为要查找的值val，而他的时间复杂度为O(log2 n)，因为set底层是红黑树，而红黑树中的数据已经经过了排列而变得有序了，那么就可以使用二分法来查找。
因此set容器的优点就是“快速查找”。
#include
#include
#include
template
void Show(Container con)
{
typename Container::iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
std::cout << *it << " ";
it++;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
int arr[] = { 13, 2, 343, 2, 53, 6 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
std::set myset(arr, arr + len);
Show(myset);
//find 时间复杂度 O(n) 泛型算法库
std::set::iterator fit1 = std::find(myset.begin(),
myset.end(), 53);
if (fit1 != myset.end())
{
std::cout << *fit1 << std::endl;
}
//find 时间复杂度O(log2 n) set类中提供 优点
std::set::iterator fit2 = myset.find(53);
if (fit2 != myset.end())
{
std::cout << *fit2 << std::endl;
}
return 0;
} 
四.set的访问函数
#include
#include
#include
template
void Show(Container con)
{
typename Container::iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
std::cout << *it << " ";
it++;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
int arr[] = { 1,9,8,10,7,3,6,2,5,4 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
std::set myset(arr, arr + len);
Show(myset);
return 0;
} 
我们发现我们在访问某一set容器时，最终的结果是从小到大排序的，因为这是系统默认的，我们也可以通过添加参数，来决定底层的二叉树对数据的排序方法。例如：
#include
#include
#include
template
void Show(Container con)
{
typename Container::iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
std::cout << *it << " ";
it++;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
int arr[] = { 1,9,8,10,7,3,6,2,5,4 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
std::set> myset(arr, arr + len);
std::set> myset1(arr, arr + len);
Show(myset);
Show(myset1);
return 0;
} 
五.比较 set 和multiset的不同
所谓的multiset其实就是多集合容器，其底层也是一棵红黑树，之前我们讲过，单集合容器set中不允许有重复的数据存在，而多集合容器multiset恰恰与其相反，因为它允许重复的元素存在。多集合容器multiaet所需要的头文件也为#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
const int size = 16;
int a[size] = { 17,11,29,89,73,53,61,37,41,29,3,47,31,59,5,2 };
std::multiset intMultiset(a, a + size); //用a来初始化INTMS容器实例
std::ostream_iterator output(std::cout, " ");
//整型输出迭代子output，可通过cout输出用空格分隔的整数
std::cout << "这里原来有" << intMultiset.count(17)<< "个数值17" << std::endl;
intMultiset.insert(17); //插入一个重复的数17
std::cout << "输入后这里有" << intMultiset.count(17) << "个数值17" << std::endl;
std::multiset::const_iterator result;
result = intMultiset.find(18);//找到则返回所在位置，设找到返回与调end()返回的同样值
if (result == intMultiset.end())
{
std::cout << "没找到值18" << std::endl;
}
else
{
std::cout << "找到值18" << std::endl;
}
std::cout << "intMultiset容器中有" << std::endl;
copy(intMultiset.begin(), intMultiset.end(), output);//输出容器中全部元素
std::cout << std::endl;
}
我们看到一开始多集合容器multiset中只有一个17，但在我们又插入了一个17后，多集合容器multiset中17的个数就变为2个了，所以多集合容器multiset中允许数据重复。因为多集合容器multiset的用法几乎与set相同，所以我们不在这里一一阐述，至于上述代码中出现的泛型算法copy和输出流迭代器在我以前的博客 迭代器 那一篇有讲到过，感兴趣的读者可以自行去学习。
六.使用set和multiset时的注意事项
我们知道set的底层是红黑树，每次我们插入一个新的数据后，红黑树都要按中序遍历的形式从小到大（默认是从小到大）的对数据进行排序，一般我们我们插入的数据的类型都是内置类型，例如 int char double ......，但是如果我们要插入的数据的类型是自定义类型时，红黑树就不知道该怎么对这些自定义类型的数据排序了。所以当我们向set中插入自定义类型的数据时，那么该自定义类型的类中就要提供比较运算符的重载函数，便于set进行排序。multiset的注意事项与set相同。