STL標準模板庫之set

目錄

• 1、關聯式容器
• 2、什麼是set？
  • 特色
  • 優缺點和適用場景：
• 3、定義及初始化
• 4、基本操做
  • 1）容量函數
  • 2）修改函數
  • 3）迭代器
  • 4）其餘函數
• 5、與序列容器的不一樣點

1、關聯式容器

關聯式容器依據特定的排序準則，自動爲其元素排序。排序準則以函數形式呈現，用來比較元素值（value）或元素鍵（key）。缺省狀況下以operator<進行 比較，不過你也能夠提供本身的比較函數，定義出不一樣的排序準則。

一般關聯式容器由二叉樹（binary tree）實現。在二叉樹中，每一個元素（節 點）都有一個父節點和兩個子節點；左子樹的全部元素都比本身小，右子樹的全部元素都比本身大。關聯式容器的差異主要在於元素的類型以及處理重複元素時的方式。

STL預先定義好的關聯式容器有：集合（set）、多重集合（multiset）、映射（map）和多重映射（multimap）。

2、什麼是set？

集合（set）簡而言之是一種包含已排序對象的關聯容器，不容許有重複元素。

一個集合經過一個鏈表來組織，在插入操做和刪除操做上比向量（vector）快，但查找或添加末尾的元素時會有些慢。具體實現採用了紅黑樹的平衡二叉樹的數據結構。

特色

• set中的元素都是排好序的。
• set中沒有重複的元素。
• map和set的插入刪除效率比用其餘序列容器高，由於對於關聯容器來講，不須要作內存拷貝和內存移動。

優缺點和適用場景：

優勢：使用平衡二叉樹實現，便於元素查找，且保持了元素的惟一性，以及能自動排序。

缺點：每次插入值的時候，都須要調整紅黑樹，效率有必定影響。
適用場景：適用於常常查找一個元素是否在某羣集中且須要排序的場景。

3、定義及初始化

set<int> a; //定義一個int類型的集合a
set<int> b(a); //定義並用集合a初始化集合b
set<int> b(a.begin(), a.end()); //將集合a中的全部元素做爲集合b的初始值
//相似的可使用數組來初始化向量：
int n[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
list<int> a(n, n + 5);              //將數組n的前5個元素做爲集合a的初值

4、基本操做

1）容量函數

• 容器大小：a.size()；//返回a中元素個數
• 容器最大容量：a.max_size();//預分配的內存空間與size不一樣，返回a在內存中總共能夠容納的元素個數
• 容器判空：a.empty();//空則返回true，不然返回false

2）修改函數

• 插入函數：a.insert(x)；//時間複雜度爲O(log n)

  注意：set 在進行插入的時候是不容許有重複的鍵值的，若是新插入的鍵值與原有的鍵值重複，則插入無效（multiset能夠重複）

• 刪除函數：a.erase(參數)；

  參數能夠是元素或者迭代器，返回下一個元素的迭代器，時間複雜度爲O(log n)，注意在multiset中s.erase(x)會刪除全部值爲x的元素

set<int>::iterator it=a.begin();
a.erase(it);
a.erase(3);

• 刪除區間[first,end)的元素：a.erase(iterator first, iterator end)；
• 清空全部元素：a.clear()；
• 交換兩個同類型容器的元素：a.swap(b)；

set<int>st1;
st1.insert(1);
st1.insert(2);
st1.insert(3);
set<int>st2;
st1.insert(4);
st1.insert(5);
st1.insert(6);
st1.swap(st2);
//st1: 4 5 6
//st2: 1 2 3

3）迭代器

• 開始迭代器指針：a.begin();//時間複雜度爲O(1)

• 末尾迭代器指針：a.end();

  返回集合的尾迭代器，衆所周知，STL中區間都是左閉右開的，那麼end()函數返回的迭代器即爲指向集合中最大元素的下一個位置的迭代器，所以--s.end()纔是指向集合中最大元素的迭代器，時間複雜度爲O(1)

• 指向常量的開始迭代器指針：a.cbegin(); //意思就是不能經過這個指針來修改所指的內容，但仍是能夠經過其餘方式修改的，並且指針也是能夠移動的。

• 指向常量的末尾迭代器指針：a.cend();

• 反向迭代器指針，指向最後一個元素：a.rbegin();

• 反向迭代器指針，指向第一個元素的前一個元素：a.rend();

• 返回最後一個key<=keyElem元素的迭代器：a.lower_bound(keyElem);

• 返回第一個key>keyElem元素的迭代器：a.upper_bound(keyElem);

//假設 st：1 2 3
    cout << "*(st.begin()): " << *(st.begin()) << endl;
    cout << "*(st.end()): " << *(--st.end()) << endl;
    cout << "*(st.cbegin()): " << *(st.cbegin()) << endl;
    cout << "*(st.cend()): " << *(--st.cend()) << endl;
    cout << "*(st.rbegin()): " << *(st.rbegin()) << endl;
    cout << "*(st.rend()): " << *(--st.rend()) << endl;
    cout << "*(st.lower_bound(2)): " << *(st.lower_bound(2)) << endl;
    cout << "*(st.upper_bound(2)): " << *(st.upper_bound(2)) << endl;
/*
*(st.begin()): 1
*(st.end()): 3
*(st.cbegin()): 1
*(st.cend()): 3
*(st.rbegin()): 3
*(st.rend()): 1
*(st.lower_bound(2)): 2
*(st.upper_bound(2)): 3
*/

4）其餘函數

• 統計鍵key的元素個數：a.count(key)；//有則爲1，無則爲0

• 查找函數：a.find(x)；

  在set中查找值爲x的元素，並返回指向該元素的迭代器，若不存在，返回set.end()，時間複雜度爲O(log n)

5、與序列容器的不一樣點

• set 只支持默認構造函數和拷貝構造函數，沒有其它重載的構造函數。
• set 只能使用insert的兩種重載函數插入，不支持push_back()和push_front()函數。
• set 能不經過迭代器，只經過元素值來刪除該元素。
• set 容器不提供下標操做符。爲了經過鍵從 set 中獲取元素，可以使用 find 運算。
• set 不支持STL裏的reverse和sort算法。