79 C++ - set/multiset容器

简介: 79 C++ - set/multiset容器

1. set/multiset容器

1.1 set容器基本概念

Set的特性是。所有元素都会根据元素的键值自动被排序。Set的元素不像map那样可以同时拥有实值和键值,set的元素即是键值又是实值。Set不允许两个元素有相同的键值。

我们可以通过set的迭代器改变set元素的值吗?不行,因为set元素值就是其键值,关系到set元素的排序规则。如果任意改变set元素值,会严重破坏set组织。换句话说,set的iterator是一种const_iterator.

set拥有和list某些相同的性质,当对容器中的元素进行插入操作或者删除操作的时候,操作之前所有的迭代器,在操作完成之后依然有效,被删除的那个元素的迭代器必然是一个例外。

1.2 multiset容器基本概念

multiset特性及用法和set完全相同,唯一的差别在于它允许键值重复。set和multiset的底层实现是红黑树,红黑树为平衡二叉树的一种。

树的简单知识:

二叉树就是任何节点最多只允许有两个字节点。分别是左子结点和右子节点。

二叉搜索树,是指二叉树中的节点按照一定的规则进行排序,使得对二叉树中元素访问更加高效。二叉搜索树的放置规则是:任何节点的元素值一定大于其左子树中的每一个节点的元素值,并且小于其右子树的值。因此从根节点一直向左走,一直到无路可走,即得到最小值,一直向右走,直至无路可走,可得到最大值。那么在儿茶搜索树中找到最大元素和最小元素是非常简单的事情。下图为二叉搜索树:

上面我们介绍了二叉搜索树,那么当一个二叉搜索树的左子树和右子树不平衡的时候,那么搜索依据上图表示,搜索9所花费的时间要比搜索17所花费的时间要多,由于我们的输入或者经过我们插入或者删除操作,二叉树失去平衡,造成搜索效率降低。

所以我们有了一个平衡二叉树的概念,所谓的平衡不是指的完全平衡。

2. set常用API

2.1 set构造函数
set<T> st;//set默认构造函数:
mulitset<T> mst; //multiset默认构造函数: 
set(const set &st);//拷贝构造函数
2.2 set赋值操作
set& operator=(const set &st);//重载等号操作符
swap(st);//交换两个集合容器
2.3 set大小操作
size();//返回容器中元素的数目
empty();//判断容器是否为空
2.4 set插入和删除操作
insert(elem);//在容器中插入元素。
clear();//清除所有元素
erase(pos);//删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。
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。
erase(elem);//删除容器中值为elem的元素。
2.5 set查找操作
find(key);//查找键key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回set.end();
count(key);//查找键key的元素个数
lower_bound(keyElem);//返回第一个key>=keyElem元素的迭代器。
upper_bound(keyElem);//返回第一个key>keyElem元素的迭代器。
equal_range(keyElem);//返回容器中key与keyElem相等的上下限的两个迭代器。

set的返回值,指定set排序规则:

//插入操作返回值
void test01(){
  set<int> s;
  pair<set<int>::iterator,bool> ret = s.insert(10);
  if (ret.second){
    cout << "插入成功:" << *ret.first << endl;
  }
  else{
    cout << "插入失败:" << *ret.first << endl;
  }
  ret = s.insert(10);
  if(ret.second){
    cout << "插入成功:" << *ret.first << endl;
  }
  else{
    cout << "插入失败:" << *ret.first << endl;
  }
}
struct MyCompare02{
  bool operator()(int v1,int v2){
    return v1 > v2;
  }
};
//set从大到小
void test02(){
  srand((unsigned int)time(NULL));
  //我们发现set容器的第二个模板参数可以设置排序规则,默认规则是less<_Kty>
  set<int, MyCompare02> s;
  for (int i = 0; i < 10;i++){
    s.insert(rand() % 100);
  }
  for (set<int, MyCompare02>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it ++){
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}
//set容器中存放对象
class Person{
public:
  Person(string name,int age){
    this->mName = name;
    this->mAge = age;
  }
public:
  string mName;
  int mAge;
};
struct MyCompare03{
  bool operator()(const Person& p1,const Person& p2){
    return p1.mAge > p2.mAge;
  }
};
void test03(){
  set<Person, MyCompare03> s;
  Person p1("aaa", 20);
  Person p2("bbb", 30);
  Person p3("ccc", 40);
  Person p4("ddd", 50);
  s.insert(p1);
  s.insert(p2);
  s.insert(p3);
  s.insert(p4);
  for (set<Person, MyCompare03>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){
    cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl;
  }
}

3.对组(pair)

对组(pair)将一对值组合成一个值,这一对值可以具有不同的数据类型,两个值可以分别用pair的两个公有属性first和second访问。

类模板:template <class T1, class T2> struct pair.

如何创建对组?

//第一种方法创建一个对组
pair<string, int> pair1(string("name"), 20);
cout << pair1.first << endl; //访问pair第一个值
cout << pair1.second << endl;//访问pair第二个值
//第二种
pair<string, int> pair2 = make_pair("name", 30);
cout << pair2.first << endl;
cout << pair2.second << endl;
//pair=赋值
pair<string, int> pair3 = pair2;
cout << pair3.first << endl;
cout << pair3.second << endl;



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