【C++】STL --- set/multiset 容器

一. set/multiset容器的基本概念1. set容器的基本概念2. multiset容器的基本概念3. 二叉树 二. set常用API1. set构造函数2. set赋值操作3. set插入和删除操作4. set查找操作5. set的返回值以及指定set排序规则: 三. 队组（pair）

一. set/multiset容器的基本概念

1. set容器的基本概念

Set的特性是： 所有元素都会根据元素的键值自动被排序。 Set的元素不像map那样可以同时拥有实值和键值，set的元素即是键值又是实值。Set不允许两个元素有相同的键值。

我们可以通过set的迭代器改变set元素的值吗？不行，因为set元素值就是其键值，关系到set元素的排序规则。如果任意改变set元素值，会严重破坏set组织。换句话说，set的iterator是一种const_iterator.

set拥有和list某些相同的性质，当对容器中的元素进行插入操作或者删除操作的时候，操作之前所有的迭代器，在操作完成之后依然有效，被删除的那个元素的迭代器必然是一个例外。

2. multiset容器的基本概念

multiset特性及用法和set完全相同，唯一的差别在于它允许键值重复。set和multiset的底层实现是红黑树，红黑树为平衡二叉树的一种。 树的简单知识： 二叉树就是任何节点最多只允许有两个字节点。分别是左子结点和右子节点。

3. 二叉树

二叉搜索树，是指二叉树中的节点按照一定的规则进行排序，使得对二叉树中元素访问更加高效。二叉搜索树的放置规则是：任何节点的元素值一定大于其左子树中的每一个节点的元素值，并且小于其右子树的值。因此从根节点一直向左走，一直到无路可走，即得到最小值，一直向右走，直至无路可走，可得到最大值。那么在儿茶搜索树中找到最大元素和最小元素是非常简单的事情。下图为二叉搜索树： 上面我们介绍了二叉搜索树，那么当一个二叉搜索树的左子树和右子树不平衡的时候，那么搜索依据上图表示，搜索9所花费的时间要比搜索17所花费的时间要多，由于我们的输入或者经过我们插入或者删除操作，二叉树失去平衡，造成搜索效率降低。 所以我们有了一个平衡二叉树的概念，所谓的平衡不是指的完全平衡。

RB-tree(红黑树)为二叉树的一种。

二. set常用API

1. set构造函数

set<T> st;//set默认构造函数： mulitset<T> mst; //multiset默认构造函数: set(const set &st);//拷贝构造函数

2. set赋值操作

set& operator=(const set &st);//重载等号操作符 swap(st);//交换两个集合容器 3.7.2.3 set大小操作 size();//返回容器中元素的数目 empty();//判断容器是否为空

3. set插入和删除操作

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

4. set查找操作

find(key);//查找键key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end(); count(key);//查找键key的元素个数 lower_bound(keyElem);//返回第一个key>=keyElem元素的迭代器。 upper_bound(keyElem);//返回第一个key>keyElem元素的迭代器。 equal_range(keyElem);//返回容器中key与keyElem相等的上下限的两个迭代器。

5. set的返回值以及指定set排序规则:

//插入操作返回值 void test01() { set<int> s; pair<set<int>::iterator,bool> ret = s.insert(10); if (ret.second) { cout << "插入成功:" << *ret.first << endl; } else { cout << "插入失败:" << *ret.first << endl; } ret = s.insert(10); if(ret.second) { cout << "插入成功:" << *ret.first << endl; } else { cout << "插入失败:" << *ret.first << endl; } } struct MyCompare02 { bool operator()(int v1,int v2) { return v1 > v2; } }; //set从大到小 void test02() { srand((unsigned int)time(NULL)); //我们发现set容器的第二个模板参数可以设置排序规则，默认规则是less<_Kty> set<int, MyCompare02> s; for (int i = 0; i < 10;i++) { s.insert(rand() % 100); } for (set<int, MyCompare02>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it ++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } //set容器中存放对象 class Person { public: Person(string name,int age) { this->mName = name; this->mAge = age; } public: string mName; int mAge; }; struct MyCompare03 { bool operator()(const Person& p1,const Person& p2) { return p1.mAge > p2.mAge; } }; void test03() { set<Person, MyCompare03> s; Person p1("aaa", 20); Person p2("bbb", 30); Person p3("ccc", 40); Person p4("ddd", 50); s.insert(p1); s.insert(p2); s.insert(p3); s.insert(p4); for (set<Person, MyCompare03>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) { cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl; } }

三. 队组（pair）

对组(pair)将一对值组合成一个值，这一对值可以具有不同的数据类型，两个值可以分别用pair的两个公有属性first和second访问。

类模板：template <class T1, class T2> struct pair.

创建队组 //第一种方法创建一个对组 pair<string, int> pair1(string("name"), 20); cout << pair1.first << endl; //访问pair第一个值 cout << pair1.second << endl;//访问pair第二个值 //第二种 pair<string, int> pair2 = make_pair("name", 30); cout << pair2.first << endl; cout << pair2.second << endl; //pair=赋值 pair<string, int> pair3 = pair2; cout << pair3.first << endl; cout << pair3.second << endl;