C++中set用法详解

1.关于set

C++ STL 之所以得到广泛的赞誉，也被很多人使用，不只是提供了像vector, string, list等方便的容器，更重要的是STL封装了许多复杂的数据结构算法和大量常用数据结构操作。vector封装数组，list封装了链表，map和set封装了二叉树等，在封装这些数据结构的时候，STL按照程序员的使用习惯，以成员函数方式提供的常用操作，如：插入、排序、删除、查找等。让用户在STL使用过程中，并不会感到陌生。

关于set，必须说明的是set关联式容器。set作为一个容器也是用来存储同一数据类型的数据类型，并且能从一个数据集合中取出数据，在set中每个元素的值都唯一，而且系统能根据元素的值自动进行排序。应该注意的是set中数元素的值不能直接被改变。C++ STL中标准关联容器set, multiset, map, multimap内部采用的就是一种非常高效的平衡检索二叉树：红黑树，也成为RB树(Red-Black Tree)。RB树的统计性能要好于一般平衡二叉树，所以被STL选择作为了关联容器的内部结构。

注意：

1、set中的元素都是排好序的

2、set集合中没有重复的元素

关于set有下面几个问题：

1. 为何set的插入删除效率比用其他序列容器高？

大部分人说，很简单，因为对于关联容器来说，不需要做内存拷贝和内存移动。

说对了，确实如此。set容器内所有元素都是以节点的方式来存储，其节点结构和

链表差不多，指向父节点和子节点。结构图可能如下：

    A
   /\
   B C 
  /\  /\
 D E  F G

因此插入的时候只需要稍做变换，把节点的指针指向新的节点就可以了。删除的

时候类似，稍做变换后把指向删除节点的指针指向其他节点也OK了。这里的一切

操作就是指针换来换去，和内存移动没有关系。

2. 为何每次insert之后，以前保存的iterator不会失效？

iterator这里就相当于指向节点的指针，内存没有变，指向内存的指针怎么会失

效呢(当然被删除的那个元素本身已经失效了)。相对于vector来说，每一次删除

和插入，指针都有可能失效，调用push_back在尾部插入也是如此。因为为了保证

内部数据的连续存放，iterator指向的那块内存在删除和插入过程中可能已经被

其他内存覆盖或者内存已经被释放了。即使时push_back的时候，容器内部空间可

能不够，需要一块新的更大的内存，只有把以前的内存释放，申请新的更大的内

存，复制已有的数据元素到新的内存，最后把需要插入的元素放到最后，那么以

前的内存指针自然就不可用了。特别时在和find等算法在一起使用的时候，牢记

这个原则：不要使用过期的iterator。

3. 当数据元素增多时，set的插入和搜索速度变化如何？

如果你知道log2的关系你应该就彻底了解这个答案。在set中查找是使用二分查

找，也就是说，如果有16个元素，最多需要比较4次就能找到结果，有32个元素，

最多比较5次。那么有10000个呢？最多比较的次数为log10000，最多为14次，如

果是20000个元素呢？最多不过15次。看见了吧，当数据量增大一倍的时候，搜索

次数只不过多了1次，多了1/14的搜索时间而已。你明白这个道理后，就可以安心

往里面放入元素了。

2.set中常用的方法

begin() 　　 ,返回set容器第一个元素的迭代器

end() 　　　　 ,返回一个指向当前set末尾元素的下一位置的迭代器.

clear() 　　 ,删除set容器中的所有的元素

empty() 　　　,判断set容器是否为空

max_size() 　 ,返回set容器可能包含的元素最大个数

size() 　　　　 ,返回当前set容器中的元素个数

rbegin()　　　　 ,返回的值和end()相同

rend()　　　　 ,返回的值和begin()相同

写一个程序练一练这几个简单操作吧：