c++第十五课--set/multiset的简介

2023-11-12

(1)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。
(2)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。
(3)set不可以直接存取元素。(不可以使用at.(pos)与[]操作符)。
(4)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。
(5)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。
(6)#include


1、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。


2、set的插入与迭代器
(1)set.insert(elem); //在容器中插入元素。
(2)set.begin(); //返回容器中第一个数据的迭代器。
(3)set.end(); //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。
(4)set.rbegin(); //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
(5)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集合的元素排序
(1)set<int,less > setIntA; //该容器是按升序方式排列元素。
(2)set<int,greater> setIntB; //该容器是按降序方式排列元素。
(3)set 相当于 set<int,less>。
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。

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<int>的话,这边是写return (iLeft<iRight);
	}
}

容器就是调用函数对象的operator()方法去比较两个值的大小。less<>同理

上面展示的是标准类型的,现在看自定义类型的数据
例如: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。

#include<iostream>
#include<string>
#include<set>
using namespace std;  //
class CStudent
{
public:
	CStudent(int iID, string strName)
	{
		m_iID = iID;
		m_strName = strName;
	}
	int m_iID;		//学号
	string m_strName; 	//姓名
};
struct StuFunctor
{
	bool operator()  (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)
	{
		return (stu1.m_iID<stu2.m_iID);
	}
};

int main(void)
{

	set<CStudent, StuFunctor> 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"));
	for (set<CStudent>::iterator it = setStu.begin(); it != setStu.end(); ++it)
	{
		cout << it ->m_strName<<endl;    //或直接使用cout << *it
	}
}

在这里插入图片描述

3、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<int> setIntA;
	setIntA.insert(3);
	setIntA.insert(1);
	setIntA.insert(7);
	setIntA.insert(5);
	setIntA.insert(9);
	set<int> setIntB(setIntA);  //1 3 5 7 9
	
	set<int> setIntC;
	setIntC = setIntA;		//1 3 5 7 9

	setIntC.insert(6);
	setIntC.swap(setIntA);	  //交换

4、set的大小
(1)set.size(); //返回容器中元素的数目
(2)set.empty();//判断容器是否为空

set<int> setIntA;
	setIntA.insert(3);
	setIntA.insert(1);
	setIntA.insert(7);
	setIntA.insert(5);
	setIntA.insert(9);
	if (!setIntA.empty())
	{
		int iSize = setIntA.size();		//5
	}

5、set的删除
(1)set.clear(); //清除所有元素
(2)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。
(3)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。
(4)set.erase(elem); //删除容器中值为elem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


6、set的查找
(1)set.find(elem); //查找elem元素,返回指向elem元素的迭代器。
(2)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。
(3)set.lower_bound(elem); //返回第一个>=elem元素的迭代器。
(4)set.upper_bound(elem); // 返回第一个>elem元素的迭代器。
(5)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<int> setInt;
	setInt.insert(3);
	setInt.insert(1);
	setInt.insert(7);
	setInt.insert(5);
	setInt.insert(9);

	set<int>::iterator itA = setInt.find(5);
	int iA = *itA;		//iA == 5
	int iCount = setInt.count(5);	//iCount == 1

	set<int>::iterator itB = setInt.lower_bound(5);
	set<int>::iterator itC = setInt.upper_bound(5);
	int iB = *itB;	//iB == 5
	int iC = *itC; //iC == 7
	pair< set<int>::iterator, set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);  //pair是什么?

pair的使用
pair译为对组,可以将两个值视为一个单元。
pair<T1,T2>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


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