std::set 与向量或映射的优势

Posted 2023-02-18

【中文标题】std::set 与向量或映射的优势

【英文标题】：advantages of std::set vs vectors or maps

【发布时间】：2013-04-23 14:17:29

【问题描述】：

这可能是一个愚蠢的问题，我对 C++ 和一般编程很陌生。 我想了解几个 STL 容器的使用，考虑到这一点，我想知道使用 std::set 与例如使用向量或映射相比有什么优势？ 我似乎找不到这个问题的明确答案。我注意到集合使用地图，但为什么不总是使用地图或总是使用集合。相反，提供了 2 个非常相似的容器。 提前致谢。

【问题讨论】：

一个std::set类似于一个没有价值的std::map，与std::vector完全无关...

你需要一些good documentation。

他们都做不同的事情。选择一个你需要解决你的问题。这就像在问为什么我们应该在厨房里放盐、黄油和糖，而不是总是用橙汁。

【参考方案1】：

std::set 和 std::map 都是关联容器。不同之处在于std::sets 只包含键，而std::map 中有一个关联的值。选择其中一个主要取决于手头的任务是什么。如果你想建立一个包含所有出现在文本中的单词的字典，你可以使用std::set<std::string>，但是如果你还想计算每个单词出现的次数（即将一个值与键相关联），那么你会需要std::map<std::string,int>。如果您不需要关联该计数，那么拥有不必要的 int 是没有意义的。

【讨论】：

非常感谢大家，这就是我需要知道的全部内容

如果要检查set中是否存在值，是否与检查map中是否存在键一样快？

@thomthom：要求是相同的，并且大多数实现都使用相同的底层数据结构（RB-tree），所以答案是无论从理论上还是在实践中，成本都是相同的。

值得注意的是 unordered_set/map 如果您不希望所有内容都按键排序，则可以更快地访问

【参考方案2】：

一个集合对于存储独特的东西很有用，比如“typeOfFruits”的枚举

std::set<typeOfFruits> fruits;   
fruits.insert (banana);
fruits.insert (apple);
fruits.insert (pineapple);

//it's fast to know if my store sells a type of fruit.
if (fruits.find (pear) == fruits.end())
 std::cout<<"i don't have pear"; 

地图可用于存储独特的事物，以及“价值”

std::map<typeOfFruits, double /*unit price*/> fruits;  
fruits[banana] = 1.05;
fruits[apple] = 0.85;
fruits[pineapple] = 3.05;
//repeating pineapple will replace the old price (value)
fruits[pineapple] = 3.35;

//it's fast to know how much a fruit costs.
std::map<typeOfFruits, double /*unit price*/> itr = fruits.find(pineapple);
if (itr != fruits.end())
 std::cout<<"pineapples costs: $" <<itr->second; 

向量对于存储序列有序的东西很有用（push_back()）。 假设您在结账时扫描您的水果，程序会跟踪此扫描。

std::vector<typeOfFruits> fruits;
fruits.push_back(apple);
fruits.push_back(apple); 
fruits.push_back(apple);
fruits.push_back(banana);
fruits.push_back(banana);
fruits.push_back(pineapple);
//i scanned 3 apples, 2 bananas and 1 pineapple.

【讨论】：

if (fruits.find (pear) == fruits.end()) 也可以更简单地表示为 if ( !fruits.count(pear) )，因为 set (et al.) 只能包含任何给定值的 0 或 1，并且任何半体面的库实现者都会意识到这一点并为我们实现find() != end 方面的count()（即在找到后不会继续迭代），从而使我们不必编写冗长的代码。 （无论如何，libstdc++ 8 都是如此）

!fruits.contains(pear) 也是一个选项

【参考方案3】：

没有人提到std::set 实际上是不可变的。您不应更改其中任何元素的值。 std::set 不会跟踪更改，因此当您编辑其中的元素时，您会在其背后进行更改，并且可能会更改其内部顺序。这是一种危险的行为。因此，如果您想在将元素放入容器后对其进行编辑，请使用std::map。确保您使用key 进行订购，之后您需要将所有内容更改为value。

【讨论】：

你在说什么排序？

@Daniel，容器中元素的排序。

嗯，但是使用集合和映射（dicts）时元素的顺序不是不存在吗？

没有人提到这一点，因为这很明显。 set 通过 const_iterators 返回元素，因此有效地按值而不是引用。所以：“你不应该改变其中任何元素的值。”我们怎么可能呢？并非没有颠覆语言并因此调用未定义的行为，所以讨论如果你这样做可能会发生什么是没有意义的。

@Daniel 听起来您来自 Python 并假设 - 没有根据且危险地 - 它的术语将 1:1 转换为 C++。他们不。在 C++ 中，set 和 map 在任何时候都是有序的。如果您只想要唯一性而不关心顺序，则可以使用unordered_set 和unordered_map。

【参考方案4】：

vector 在容器后面的插入和删除更快。您可以通过运算符 [] 访问元素。 dequeue 与vector 类似，但具有前面插入和删除的功能。 set 仅具有密钥，而 map 具有 pair。这两个容器在容器中间插入和删除都更快。您还可以使用 STL 算法通过查找来访问元素。

【参考方案5】：

这归结为您的应用程序最需要的复杂性保证，包括插入、删除、检索等。我强烈推荐 Scott Meyers 的 Effective STL。