C++ STL 学习笔记__(7)Set和multiset容器
10.2.8 Set和multiset容器
set/multiset的简介
² 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。
² set不可以直接存取元素。（不可以使用at.(pos)与[]操作符）。
² 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。
² 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。
² #include <set>
set/multiset对象的默认构造
set<int> setInt; //一个存放int的set容器。
set<float> setFloat; //一个存放float的set容器。
set<string> setString; //一个存放string的set容器。
multiset<int> mulsetInt; //一个存放int的multi set容器。
multi set<float> multisetFloat; //一个存放float的multi set容器。
multi set<string> multisetString; //一个存放string的multi set容器。
set的插入与迭代器
² 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。
² set.end(); //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。
² set.rbegin(); //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
² set.rend(); //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。
set<int> setInt;
setInt.insert(3); setInt.insert(1);setInt.insert(5);setInt.insert(2);
for(set<int>::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.rbegin()与set.rend()。略。
Set集合的元素排序
² set<int,less<int> > setIntA; //该容器是按升序方式排列元素。
² set<int,greater<int>> setIntB; //该容器是按降序方式排列元素。
² set<int> 相当于 set<int,less<int>>。
² less<int>与greater<int>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。
² 疑问1：less<>与greater<>是什么？
² 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？
² 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。
² 下面将讲解什么是functor，functor的用法。
使用stl提供的函数对象
set<int,greater<int>> setIntB;
setIntB.insert(3);
setIntB.insert(1);
setIntB.insert(5);
setIntB.insert(2);
此时容器setIntB就包含了按顺序的5,3,2,1元素
函数对象functor的用法
² 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。
² 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。
² greater<>与less<>就是函数对象。
² 下面举出greater<int>的简易实现原理。
下面举出greater<int>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。
题目：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。
解：
//学生类
class CStudent
{
public:
CStudent(int iID, string strName)
{
m_iID = iID;
m_strName = strName;
}
int m_iID; //学号
string m_strName; //姓名
}
//为保持主题鲜明，本类不写拷贝构造函数，不类也不需要写拷贝构造函数。但大家仍要有考虑拷贝构造函数的习惯。
//函数对象
struct StuFunctor
{
bool operator() (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)
{
return (stu1.m_iID<stu2.m_iID);
}
}
//main函数
void main()
{
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"));
//此时容器setStu包含了四个学生对象，分别是按姓名顺序的“小李”，“小刘”，“小张”，“小王”
}
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
set的大小
² 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
}
set的删除
² 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。
² 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。
² set.erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。
删除区间内的元素
setInt是用set<int>声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9,11元素。
set<int>::iterator itBegin=setInt.begin();
++ itBegin;
set<int>::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
set的查找
² 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。
² set.lower_bound(elem); //返回第一个>=elem元素的迭代器。
² set.upper_bound(elem); // 返回第一个>elem元素的迭代器。
² 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)。
²
² 以上函数返回两个迭代器，而这两个迭代器被封装在pair中。
² 以下讲解pair的含义与使用方法。
²
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
² pair译为对组，可以将两个值视为一个单元。
² 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。
² pair.first是pair里面的第一个值，是T1类型。
² pair.second是pair里面的第二个值，是T2类型。
set<int> setInt;
... //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9
pair< set<int>::iterator , set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);
set<int>::iterator itBeg = pairIt.first;
set<int>::iterator itEnd = pairIt.second;
//此时 *itBeg==5 而 *itEnd == 7
小结
² 一、容器set/multiset的使用方法；
红黑树的变体，查找效率高，插入不能指定位置，插入时自动排序。
² 二、functor的使用方法；
类似于函数的功能，可用来自定义一些规则，如元素比较规则。
² 三、pair的使用方法。
对组，一个整体的单元，存放两个类型(T1,T2，T1可与T2一样)的两个元素。
案例:
int x;
scanf("%ld",&x);
multiset<int> h;//建立一个multiset类型，变量名是h，h序列里面存的是int类型,初始h为空
while(x!=0){
h.insert(x);//将x插入h中
scanf("%ld",&x);
}
pair< multiset<int>::iterator , multiset<int>::iterator > pairIt = h.equal_range(22);
multiset<int>::iterator itBeg = pairIt.first;
multiset<int>::iterator itEnd = pairIt.second;
int nBeg = *itBeg;
int nEnd = *itEnd;
while(!h.empty()){// 序列非空h.empty()==true时表示h已经空了
multiset<int>::iterator c = h.begin();//c指向h序列中第一个元素的地址，第一个元素是最小的元素
printf("%ld ",*c);//将地址c存的数据输出
h.erase(c);//从h序列中将c指向的元素删除
}
#include<iostream> using namespace std; #include "set" //1集合 元素唯一 自动排序(默认情况下是从小到大） 不能按照[]的方式插入元素 //红黑树 void main91() { set<int> set1; for (int i = 0;i<5;i++) { int tmp = rand(); set1.insert(tmp); } //插入元素 重复的 set1.insert(100); set1.insert(100); set1.insert(100); for (set<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++) { cout<<*it<<" "; } //删除集合 while (!set1.empty()) { set<int>::iterator it = set1.begin(); cout<<*it<<" "; set1.erase(set1.begin()); } } //对基本的数据类型，set能自动排序 void main92() { set<int> set1;//从小到大 set<int,less<int>> set2;//从小到大 set<int,greater<int>> set3;//从大到小 for (int i = 0;i<5;i++) { int tmp = rand(); set3.insert(tmp); } for (set<int,greater<int>>::iterator it = set3.begin();it != set3.end();it++) { cout<<*it<<endl; } //插入元素 重复的 set1.insert(100); set1.insert(100); set1.insert(100); } class Student { public: Student(char *name,int age) { strcpy(this->name,name); this->age = age; } public: char name[64]; int age; }; //仿函数 struct FuncStudent { bool operator()(const Student &left,const Student &right) { if (left.age < right.age)//若果左边的小 就返回真 从小到大按照年龄排序 { return true; } else { return false; } } }; //对于复杂的数据类型 Teacher Student void main93() { //set<Student>set1; Student s1("s1",31); Student s2("s2",22); Student s3("s3",44); Student s4("s4",11); set<Student,FuncStudent> set1; set1.insert(s1); set1.insert(s2); set1.insert(s3); set1.insert(s4); //遍历 for (set<Student,FuncStudent> ::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++) { cout<<it->age<<"\t"<<it->name<<endl; } } void main95() { set<int> set1;//从小到大 for (int i = 0;i<10;i++) { set1.insert(i+1); } for (set<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++) { cout<<*it<<endl; } set<int>::iterator it0 = set1.find(5); cout<<"it0:"<<*it0<<endl; int num1 = set1.count(5); cout<<"num1:"<<num1<<endl; set<int>::iterator it1 = set1.lower_bound(5);//大于等于5的元素的迭代器的位置 cout<<"it1:"<<*it1<<endl; set<int>::iterator it2 = set1.upper_bound(5);//大于5的元素的迭代器的位置 cout<<"it2:"<<*it2<<endl; // /*typedef pair<iterator, bool> _Pairib; typedef pair<iterator, iterator> _Pairii; typedef pair<const_iterator, const_iterator> _Paircc;*/ //把所有5的元素删除掉 set1.erase(5); set1.equal_range(5);//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)。 pair<set<int>::iterator,set<int>::iterator> mypair = set1.equal_range(5); set<int>::iterator it3 = mypair.first;//5 cout<<"it3:"<<*it3<<endl; set<int>::iterator it4 = mypair.second;//6 cout<<"it4:"<<*it4<<endl; } void main() { //main92(); //main93(); main95(); cout<<"hello..."<<endl; return; }
#include<iostream> using namespace std; #include "set" void main1001() { multiset<int> set1; int tmp = 0; printf("请输入multiset的值："); scanf("%d",&tmp); while (tmp != 0) { set1.insert(tmp); printf("请输入multiset的值："); scanf("%d",&tmp); } //遍历 for (multiset<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++) { cout<<*it<<" "; } while (!set1.empty()) { multiset<int>::iterator it = set1.begin(); cout<<*it<<" "; set1.erase(it); } } void main() { main1001(); cout<<"hello..."<<endl; return; }
资料来源：传智播客 仅供学习研究
