6-6-1：STL之map和set——set的基本使用

Posted 2021-08-08 快乐江湖

文章目录

• 一：前言
• • （1）序列式容器和关联式容器
  • （2）树形结构的关联式容器
• 二：set
• • （1）基本介绍
  • （2）注意
  • （3）set的使用
  • • A：set的模板参数列表
    • B：set的常用接口
    • C：set的使用举例

一：前言

（1）序列式容器和关联式容器

• 序列式容器：前面的vector，list等均为序列式容器，特点就是其底层结构为线性结构
• 关联式容器：与序列式容器不同，关联式容器内存储的是键值对，也即<key,value>结构，这样就一维这关联式容器检索数据的效率要远远高于序列式容器

（2）树形结构的关联式容器

STL中共有两种不同结构的关联式容器（适用于不同的应用场景）：树型结构与哈希结构
其中树形结构又分为四种：map，set，multimap，multiset，这四种结构使用红黑树（平衡搜索树）作为底层结构，容器中的元素是一个有序的序列。

二：set

（1）基本介绍

1. set是采用一定次序来存储元素的容器；
2. 在set中，一个元素的值就代表了这个元素（value就是key，类型为T），并且每个value必须是唯一的（数学中集合的互异性）；
3. 在set内部，元素总是按照其内部比较对象（由仿函数控制）所指定的特定严格弱排（strict weak ordering）准则进行排序；
4. set通过key访问单个元素的速度通常要比unorderer_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代；
5. set在底层使用平衡搜索树实现的（红黑树）

（2）注意

1. map/multimap中存放是键值对<key,value>，而set中只放value（但其底层实际上是<value,value>构成的键值对）
2. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对
3. set中的元素不可以重复，所以可以使用set进行去重
4. 使用set的迭代器遍历set中的元素，得到有序序列
5. set中的元素默认按照小于的方式比较（可以通过仿函数控制）
6. set中查找某个元素的时间复杂度为log₂n
7. set中元素不允许修改

（3）set的使用

使用set需要引入头文件

#include <set>

A：set的模板参数列表

template<
	class T;set中存放的数据类型，本质为<value,value>的键值对
	class Compare=less<T>;仿函数，set中元素默认按照小于的方式比较
	class Alloc=allocator<T>;空间配置器
> class set;

B：set的常用接口

函数声明	接口作用
bool empty() const	判断set是否为空
size_type size() const	返回set中有效元素的个数
pair<iterator,bool> insert(const value type& x)	在set中插入元素x，实际插入了<x,x>的键值对，如果成功，返回<位置,true>，失败则返回<位置，false>
void erase(iterator position)	删除某位置元素
size_type erase(const key_type& x)	，删除set中值为x的元素，返回删除元素个数
void erase(iterator first,iterator last)	删除迭代器区间内的元素
void clear()	将set清空
void swap(set<k,c,a>& st)	交换set中的元素
iterator find(const key_type& x)const	返回set中值为x的元素的位置
sizet_type count(const key_type& x) const	统计set中值为x的元素的个数

• 关于insert，以pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);为例说明其返回值：insert会返回一个pair，其中pair中的第一个元素first是一个迭代器，它要么会指向那个新插入的元素要么会指向（插入失败）与插入元素相等的元素。第二个元素如果为true表示元素被成功插入，如果为false表示要插入的元素已经存在了。

C：set的使用举例

1：使用一数组，以一定范围构造set，数组内有重复元素

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	int array[] = { 19,11,3,3,3,5,5,7,9 };
	set<int> test_set(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	cout << "set中有效元素个数为" << test_set.size() << endl;

	auto it = test_set.begin();
	while (it != test_set.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	cout << "set中3出现了" << test_set.count(3) << "次" << endl;
}

• 可以用于构造set的数组array中的元素不仅是无序的，并且还有多个重复元素，但是在set中却是有序输出并且没有重复元素，如果换成multiset，则不会去重，只会排序
  
  2：构造一个空的set，然后不断插入

void test2()
{
	set<int> test_set;
	test_set.insert(9);
	test_set.insert(8);
	test_set.insert(8);
	test_set.insert(8);
	test_set.insert(7);
	test_set.insert(7);
	test_set.insert(6);

	for (auto e : test_set)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

1. 需要注意的是，虽然算法模块的find和set的成员函数的find效果一样的，但是效率却是千差万别，因为二叉搜索树的效率可以达到log₂n