STL中set用法詳解

刀下巴 2015-07-16

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set是STL中一種標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器（vector,list,string,deque都是序列容器，而set，multiset，map，multimap是標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器），它底層使用平衡的搜索樹——紅黑樹實(shí)現(xiàn)，插入刪除操作時(shí)僅僅需要指針操作節(jié)點(diǎn)即可完成，不涉及到內(nèi)存移動(dòng)和拷貝，所以效率比較高。set，顧名思義是“集合”的意思，在set中元素都是唯一的，而且默認(rèn)情況下會(huì)對(duì)元素自動(dòng)進(jìn)行升序排列，支持集合的交(set_intersection),差(set_difference) 并(set_union)，對(duì)稱差(set_symmetric_difference) 等一些集合上的操作，如果需要集合中的元素允許重復(fù)那么可以使用multiset
#include<set>
#include<iterator>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
set<int>eg1;
//插入
eg1.insert(1);
eg1.insert(100);
eg1.insert(5);
eg1.insert(1);//元素1因?yàn)橐呀?jīng)存在所以set中不會(huì)再次插入1
eg1.insert(10);
eg1.insert(9);
//遍歷set，可以發(fā)現(xiàn)元素是有序的
set<int>::iterator set_iter=eg1.begin();
cout<<"Set named eg1:"<<endl;
for(;set_iter!=eg1.end();set_iter++) cout<<*set_iter<<" ";
cout<<endl;
//使用size()函數(shù)可以獲得當(dāng)前元素個(gè)數(shù)
cout<<"Now there are "<<eg1.size()<<" elements in the set eg1"<<endl;
if(eg1.find(200)==eg1.end())//find()函數(shù)可以查找元素是否存在
   cout<<"200 isn't in the set eg1"<<endl;

set<int>eg2;
for(int i=6;i<15;i++)
eg2.insert(i);
cout<<"Set named eg2:"<<endl;
for(set_iter=eg2.begin();set_iter!=eg2.end();set_iter++)
   cout<<*set_iter<<" ";
cout<<endl;
//獲得兩個(gè)set的并
set<int>eg3;
cout<<"Union:";
set_union(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));//注意第五個(gè)參數(shù)的形式
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//獲得兩個(gè)set的交，注意進(jìn)行集合操作之前接收結(jié)果的set要調(diào)用clear()函數(shù)清空一下
eg3.clear();
set_intersection(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
cout<<"Intersection:";
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//獲得兩個(gè)set的差
eg3.clear();
set_difference(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
cout<<"Difference:";
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//獲得兩個(gè)set的對(duì)稱差，也就是假設(shè)兩個(gè)集合分別為A和B那么對(duì)稱差為AUB-A∩B
   eg3.clear();
   set_symmetric_difference(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
   copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
   cout<<endl;

return 0;
}

set會(huì)對(duì)元素進(jìn)行排序，那么問題也就出現(xiàn)了排序的規(guī)則是怎樣的呢？上面的示例代碼我們發(fā)現(xiàn)對(duì)int型的元素可以自動(dòng)判斷大小順序，但是對(duì)char*就不會(huì)自動(dòng)用strcmp進(jìn)行判斷了，更別說是用戶自定義的類型了，事實(shí)上set的標(biāo)準(zhǔn)形式是set<Key, Compare, Alloc>，

參數(shù)	描述	默認(rèn)值
`Key`	集合的關(guān)鍵字和值的類型
`Compare`	關(guān)鍵字比較函數(shù)，它的參數(shù)類型key參數(shù)指定的類型，如果第一個(gè)參數(shù)小于第二個(gè)參數(shù)則返回true，否則返回false	`less<Key>`
`Alloc`	set的分配器，用于內(nèi)部?jī)?nèi)存管理	`alloc`

下面給出一個(gè)關(guān)鍵字類型為char*的示例代碼

#include<iostream>
#include<iterator>
#include<set>
using namespace std;
struct ltstr
{
bool operator() (const char* s1, const char* s2) const
{
return strcmp(s1, s2) < 0;
}
};

int main()
{
const int N = 6;
const char* a[N] = {"isomer", "ephemeral", "prosaic",
"nugatory", "artichoke", "serif"};
const char* b[N] = {"flat", "this", "artichoke",
"frigate", "prosaic", "isomer"};

set<const char*,ltstr> A(a, a + N);
set<const char*,ltstr> B(b, b + N);
set<const char*,ltstr> C;

cout << "Set A: ";
//copy(A.begin(), A.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));
set<const char*,ltstr>::iterator itr;
for(itr=A.begin();itr!=A.end();itr++) cout<<*itr<<" ";
cout << endl;
cout << "Set B: ";
copy(B.begin(), B.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));
cout << endl;

cout << "Union: ";
set_union(A.begin(), A.end(), B.begin(), B.end(),
ostream_iterator<const char*>(cout, " "),
ltstr());
cout << endl;

cout << "Intersection: ";
set_intersection(A.begin(), A.end(), B.begin(),B.end(),ostream_iterator<const char*>(cout," "),ltstr());
cout<<endl;
set_difference(A.begin(), A.end(), B.begin(), B.end(),inserter(C, C.begin()),ltstr());
cout << "Set C (difference of A and B): ";
copy(C.begin(), C.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));
cout <<endl;
return 0;
}

其中的ltstr也可以這樣定義
class ltstr
{
        public:
        bool operator() (const char* s1,const char*s2)const
        {
                return strcmp(s1,s2)<0;
        }
};

更加通用的應(yīng)用方式那就是數(shù)據(jù)類型也是由用戶自定義的類來替代，比較的函數(shù)自定義，甚至可以加上二級(jí)比較，比如首先按照總分?jǐn)?shù)排序，對(duì)于分?jǐn)?shù)相同的按照id排序，下面是示例代碼

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
struct
{
                int id;
                int score;
                string name;
};
struct compare
{
        bool operator()(const Entity& e1,const Entity& e2)const   {
                if(e1.score<e2.score) return true;
                else
                        if(e1.score==e2.score)
                                if(e1.id<e2.id) return true;

return false;
}
};

int main()
{
        set<Entity,compare>s_test;
        Entity a,b,c;
        a.id=123;a.score=90;a.name="bill";
        b.id=121;b.score=85;b.name="mary";
        c.id=130;c.score=85;c.name="jerry";
        s_test.insert(a);s_test.insert(b);s_test.insert(c);
        set<Entity,compare>::iterator itr;
        cout<<"Score List(ordered by score):\n";
        for(itr=s_test.begin();itr!=s_test.end();itr++)
                cout<<itr->id<<"---"<<itr->name<<"---"<<itr->score<<endl;
        return 0;
}

set/multiset會(huì)根據(jù)待定的排序準(zhǔn)則，自動(dòng)將元素排序。兩者不同在于前者不允許元素重復(fù)，而后者允許。

1) 不能直接改變?cè)刂?，因?yàn)槟菢訒?huì)打亂原本正確的順序，要改變?cè)刂当仨毾葎h除舊元素，則插入新元素

2) 不提供直接存取元素的任何操作函數(shù)，只能通過迭代器進(jìn)行間接存取，而且從迭代器角度來看，元素值是常數(shù)

3) 元素比較動(dòng)作只能用于型別相同的容器(即元素和排序準(zhǔn)則必須相同)

set模板原型：//Key為元素(鍵值)類型

template <class Key, class Compare=less<Key>, class Alloc=STL_DEFAULT_ALLOCATOR(Key) >

從原型可以看出，可以看出比較函數(shù)對(duì)象及內(nèi)存分配器采用的是默認(rèn)參數(shù)，因此如果未指定，它們將采用系統(tǒng)默認(rèn)方式，

另外，利用原型，可以有效地輔助分析創(chuàng)建對(duì)象的幾種方式

#include <iostream>

#include <string>

#include <set>

using namespace std;

struct strLess

{

bool operator() (const char *s1, const char *s2) const

{

return strcmp(s1, s2) < 0;

}

};

void printSet(set<int> s)

{

copy(s.begin(), s.end(), ostream_iterator<int>(cout, ", ") );

// set<int>::iterator iter;

// for (iter = s.begin(); iter != s.end(); iter++)

// //cout<<"set["<<iter-s.begin()<<"]="<<*iter<<", "; //Error

// cout<<*iter<<", ";

cout<<endl;

}

void main()

{

//創(chuàng)建set對(duì)象，共5種方式，提示如果比較函數(shù)對(duì)象及內(nèi)存分配器未出現(xiàn)，即表示采用的是系統(tǒng)默認(rèn)方式

//創(chuàng)建空的set對(duì)象，元素類型為int，

set<int> s1;

//創(chuàng)建空的set對(duì)象，元素類型char*，比較函數(shù)對(duì)象(即排序準(zhǔn)則)為自定義strLess

set<const char*, strLess> s2( strLess);

//利用set對(duì)象s1,拷貝生成set對(duì)象s2

set<int> s3(s1);

//用迭代區(qū)間[&first, &last)所指的元素，創(chuàng)建一個(gè)set對(duì)象

int iArray[] = {13, 32, 19};

set<int> s4(iArray, iArray + 3);

//用迭代區(qū)間[&first, &last)所指的元素，及比較函數(shù)對(duì)象strLess，創(chuàng)建一個(gè)set對(duì)象

const char* szArray[] = {"hello", "dog", "bird" };

set<const char*, strLess> s5(szArray, szArray + 3, strLess() );

//元素插入：

//1,插入value，返回pair配對(duì)對(duì)象，可以根據(jù).second判斷是否插入成功。(提示:value不能與set容器內(nèi)元素重復(fù))

//pair<iterator, bool> insert(value)

//2,在pos位置之前插入value，返回新元素位置，但不一定能插入成功

//iterator insert(&pos, value)

//3,將迭代區(qū)間[&first, &last)內(nèi)所有的元素，插入到set容器

//void insert[&first, &last)

cout<<"s1.insert(

) : "<<endl;

for (int i = 0; i <5 ; i++)

s1.insert(i*10);

printSet(s1);

cout<<"s1.insert(20).second = "<<endl;;

if (s1.insert(20).second)

cout<<"Insert OK!"<<endl;

else

cout<<"Insert Failed!"<<endl;

cout<<"s1.insert(50).second = "<<endl;

if (s1.insert(50).second)

{cout<<"Insert OK!"<<endl; printSet(s1);}

else

cout<<"Insert Failed!"<<endl;

cout<<"pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;\np = s1.insert(60);\nif (p.second):"<<endl;

pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;

p = s1.insert(60);

if (p.second)

{cout<<"Insert OK!"<<endl; printSet(s1);}

else

cout<<"Insert Failed!"<<endl;

//元素刪除

//1,size_type erase(value) 移除set容器內(nèi)元素值為value的所有元素，返回移除的元素個(gè)數(shù)

//2,void erase(&pos) 移除pos位置上的元素，無返回值

//3,void erase(&first, &last) 移除迭代區(qū)間[&first, &last)內(nèi)的元素，無返回值

//4,void clear()，移除set容器內(nèi)所有元素

cout<<"\ns1.erase(70) = "<<endl;

s1.erase(70);

printSet(s1);

cout<<"s1.erase(60) = "<<endl;

s1.erase(60);

printSet(s1);

cout<<"set<int>::iterator iter = s1.begin();\ns1.erase(iter) = "<<endl;

set<int>::iterator iter = s1.begin();

s1.erase(iter);

printSet(s1);

//元素查找

//count(value)返回set對(duì)象內(nèi)元素值為value的元素個(gè)數(shù)

//iterator find(value)返回value所在位置，找不到value將返回end()

//lower_bound(value),upper_bound(value), equal_range(value) 略

cout<<"\ns1.count(10) = "<<s1.count(10)<<", s1.count(80) = "<<s1.count(80)<<endl;

cout<<"s1.find(10) : ";

if (s1.find(10) != s1.end())

cout<<"OK!"<<endl;

else

cout<<"not found!"<<endl;

cout<<"s1.find(80) : ";

if (s1.find(80) != s1.end())

cout<<"OK!"<<endl;

else

cout<<"not found!"<<endl;

//其它常用函數(shù)

cout<<"\ns1.empty()="<<s1.empty()<<", s1.size()="<<s1.size()<<endl;

set<int> s9;

s9.insert(100);

cout<<"s1.swap(s9) :"<<endl;

s1.swap(s9);

cout<<"s1: "<<endl;

printSet(s1);

cout<<"s9: "<<endl;

printSet(s9);

//lower_bound,upper_bound,equal_range(略)

}

///////////////i測(cè)試結(jié)果/////////////////////////

s1.insert(

) :

0, 10, 20, 30, 40,

s1.insert(20).second =

Insert Failed!

s1.insert(50).second =

Insert OK!

0, 10, 20, 30, 40, 50,

pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;

p = s1.insert(60);

if (p.second):

Insert OK!

0, 10, 20, 30, 40, 50, 60,

s1.erase(70) =

0, 10, 20, 30, 40, 50, 60,

s1.erase(60) =

0, 10, 20, 30, 40, 50,

set<int>::iterator iter = s1.begin();

s1.erase(iter) =

10, 20, 30, 40, 50,

s1.count(10) = 1, s1.count(80) = 0

s1.find(10) : OK!

s1.find(80) : not found!

s1.empty()=0, s1.size()=5

s1.swap(s9) :

s1:

100,

s9:

10, 20, 30, 40, 50,

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