• STL之Set和multiset容器


    1.Set和multiset容器

    1)set是一个集合容器,其中所包含的元素是唯一的,集合中的元素按一定的顺序排列元素插入过程是按排序规则插入,所以不能指定插入位置。

    2)set采用红黑树变体的数据结构实现,红黑树属于平衡二叉树。在插入操作和删除操作上比vector快。

    3)set不可以直接存取元素。(不可以使用at.(pos)与[]操作符)。

    4)multiset与set的区别:set支持唯一键值,每个元素值只能出现一次;而multiset中同一值可以出现多次

    5)不可以直接修改set或multiset容器中的元素值,因为该类容器是自动排序的。如果希望修改一个元素值,必须先删除原有的元素,再插入新的元素。

    6)#include <set>  

    2.set/multiset对象的默认构造

    set<int> setInt;            //一个存放int的set容器。

    set<float> setFloat;     //一个存放float的set容器。

    set<string> setString;     //一个存放string的set容器。

    multiset<int> mulsetInt;            //一个存放int的multi set容器。

    multiset<float> multisetFloat;     //一个存放float的multi set容器。

    multiset<string> multisetString;     //一个存放string的multi set容器。

    3.set的插入与迭代器

    set.insert(elem);     //在容器中插入元素。

    set.begin();  //返回容器中第一个数据的迭代器。

    set.end();  //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。

    set.rbegin();  //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。

    set.rend();   //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。

    set<int> setInt;
    setInt.insert(3);
    setInt.insert(1);
    setInt.insert(5);
    setInt.insert(2); for(set<int>::iterator it=setInt.begin(); it!=setInt.end(); ++it) { int iItem = *it; cout << iItem; //或直接使用cout << *it } //这样子便顺序输出 1 2 3 5。

    4.Set集合的元素排序

     set<int,less<int> >  setIntA;  //该容器是按升序方式排列元素。

    set<int,greater<int>> setIntB;   //该容器是按降序方式排列元素。

    set<int> 相当于 set<int,less<int>>。

    注:less<int>与greater<int>中的int可以改成其它类型,该类型主要要跟set容纳的数据类型一致。

    使用stl提供的函数对象

    set<int,greater<int>> setIntB;  

    setIntB.insert(3);

    setIntB.insert(1);

    setIntB.insert(5);

    setIntB.insert(2);

    此时容器setIntB就包含了按顺序的5,3,2,1元素

    疑问1:less<>与greater<>是什么?

    疑问2:如果set<>不包含int类型,而是包含自定义类型,set容器如何排序?

    要解决如上两个问题,需要了解容器的函数对象,也叫伪函数,英文名叫functor。下面将讲解什么是functor,functor的用法。

    5.函数对象functor的用法

    尽管函数指针被广泛用于实现函数回调,但C++还提供了一个重要的实现回调函数的方法,那就是函数对象。

    functor,翻译成函数对象,伪函数,算符,是重载了“()”操作符的普通类对象。从语法上讲,它与普通函数行为类似。

    greater<>与less<>就是函数对象。

    下面举出greater<int>的简易实现原理。

    struct greater

    {

    bool operator() (const int& iLeft, const int& iRight)

    {

           return (iLeft>iRight);    //如果是实现less<int>的话,这边是写return (iLeft<iRight);

    }

    }

    容器就是调用函数对象的operator()方法去比较两个值的大小。

    例子:学生包含学号,姓名属性,现要求任意插入几个学生对象到set容器中,使得容器中的学生按学号的升序排序。
    
    //学生类
    class CStudent
    {
        public:
            CStudent(int iID, string strName)
            {
                m_iID = iID;
                m_strName = strName;
            }
         int m_iID;        //学号
         string m_strName;     //姓名
    }
    
    
    //函数对象
    struct StuFunctor
    {
            bool operator()  (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)
            {
                return (stu1.m_iID<stu2.m_iID);
            }
    }
    
    //main函数
    void main()
    {
            set<CStudent, StuFunctor> setStu;
            setStu.insert(CStudent(3,"小张"));
            setStu.insert(CStudent(1,"小李"));
            setStu.insert(CStudent(5,"小王"));
            setStu.insert(CStudent(2,"小刘"));
            //此时容器setStu包含了四个学生对象,分别是按姓名顺序的“小李”,“小刘”,“小张”,“小王” 
    }

    6.set对象的拷贝构造与赋值

    set(const set &st);                //拷贝构造函数

    set& operator=(const set &st);       //重载等号操作符

    set.swap(st);                               //交换两个集合容器

        set<int> setIntB(setIntA);  //1 3 5 7 9
        
        set<int> setIntC;
        setIntC = setIntA;        //1 3 5 7 9
    
        setIntC.insert(6);
        setIntC.swap(setIntA);      //交换

    7.set的大小

    set.size();   //返回容器中元素的数目

    set.empty();//判断容器是否为空

        set<int> setIntA;
        setIntA.insert(3);
        setIntA.insert(1);
        setIntA.insert(7);
        setIntA.insert(5);
        setIntA.insert(9);
    
        if (!setIntA.empty())
        {
            int iSize = setIntA.size();        //5
        }
        

    8.set的删除

    set.clear();          //清除所有元素

    set.erase(pos);  //删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。

    set.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。

    set.erase(elem);     //删除容器中值为elem的元素。

    删除区间内的元素
    setInt是用set<int>声明的容器,现已包含按顺序的1,3,5,6,9,11元素。
    set<int>::iterator itBegin=setInt.begin();
    ++ itBegin;
    set<int>::iterator itEnd=setInt.begin();
    ++ itEnd;
    ++ itEnd;
    ++ itEnd;
    setInt.erase(itBegin,itEnd);
    //此时容器setInt包含按顺序的1,6,9,11四个元素。
    
    删除容器中第一个元素
    setInt.erase(setInt.begin());        //6,9,11
    
    删除容器中值为9的元素
    set.erase(9);    
    
    删除setInt的所有元素
    setInt.clear();            //容器为空

    9.set的查找

    set.find(elem);   //查找elem元素,返回指向elem元素的迭代器。

    set.count(elem);   //返回容器中值为elem的元素个数。对set来说,要么是0,要么是1。对multiset来说,值可能大于1。

    set.lower_bound(elem);  //返回第一个>=elem元素的迭代器。

    set.upper_bound(elem);       //  返回第一个>elem元素的迭代器。

    set.equal_range(elem);              //返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间,下限是开区间,如[beg,end)。

    以上函数返回两个迭代器,而这两个迭代器被封装在pair中。

    以下讲解pair的含义与使用方法。

       set<int> setInt;
        setInt.insert(3);
        setInt.insert(1);
        setInt.insert(7);
        setInt.insert(5);
        setInt.insert(9);
    
        set<int>::iterator itA = setInt.find(5);
        int iA = *itA;        //iA == 5
        int iCount = setInt.count(5);    //iCount == 1
    
        set<int>::iterator itB = setInt.lower_bound(5);
        set<int>::iterator itC = setInt.upper_bound(5);
        int iB = *itB;    //iB == 5
        int iC = *itC; //iC == 7
    
    pair< set<int>::iterator, set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);  //pair是什么?

    10.pair的使用

    1)pair译为对组,可以将两个值视为一个单元。

    2)pair<T1,T2>存放的两个值的类型,可以不一样,如T1为int,T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。

    3)pair.first是pair里面的第一个值,是T1类型。

    4)pair.second是pair里面的第二个值,是T2类型。

    set<int> setInt;
    ...  //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9
    pair< set<int>::iterator , set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);
    set<int>::iterator itBeg = pairIt.first;
    set<int>::iterator itEnd = pairIt.second;
    //此时 *itBeg==5  而  *itEnd == 7

     一、容器set/multiset的使用方法;

                                红黑树的变体,查找效率高,插入不能指定位置,插入时自动排序。

    二、functor的使用方法;

        类似于函数的功能,可用来自定义一些规则,如元素比较规则。

    三、pair的使用方法。

             对组,一个整体的单元,存放两个类型(T1,T2,T1可与T2一样)的两个元素。

    例子:
        int x;
        scanf("%ld",&x);
        multiset<int> h;//建立一个multiset类型,变量名是h,h序列里面存的是int类型,初始h为空
        while(x!=0){
            h.insert(x);//将x插入h中
            scanf("%ld",&x);
        }    
    
        pair< multiset<int>::iterator , multiset<int>::iterator > pairIt = h.equal_range(22);
        multiset<int>::iterator itBeg = pairIt.first;
        multiset<int>::iterator itEnd = pairIt.second;
    
        int nBeg = *itBeg;
        int nEnd = *itEnd;
    
        while(!h.empty()){// 序列非空h.empty()==true时表示h已经空了
            multiset<int>::iterator c = h.begin();//c指向h序列中第一个元素的地址,第一个元素是最小的元素
            printf("%ld ",*c);//将地址c存的数据输出
            h.erase(c);//从h序列中将c指向的元素删除
        }    
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