STL之set容器和multiset容器

摘要：本文主要介绍了set容器和multiset容器的相关内容。

 1、基本概念

	set容器	multiset容器
概念	所有元素都会根据元素的键值自动被排序， 元素即是键值又是实值，不允许两个元素 有相同的键值，元素值不可以被改变	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
实现	set和multiset的底层实现是红黑树，红黑树为平衡二叉树的一种

2、二叉树

2.1 概念

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。

2.2 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。

RB-tree(红黑树)为二叉树的一种。

3、常用API

	set		multiset
	API	意义	API	意义
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
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
大小操作	size()	返回容器中元素的数目
	empty()	判断容器是否为空
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
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

4、对组

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.创建对组的方式如下：

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

5、代码示例

#include<iostream>
#include <set>
#include <string>

using namespace std;

void printSet(set<int>&s) {
    for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end();it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01() {   //定义容器、插入数据、判断是否为空，删除数据
    set<int>s;
    s.insert(10);   //set容器会自动将添加的数据进行排列，只能用insert
    s.insert(8);
    s.insert(11);
    s.insert(19);
    s.insert(2);
    printSet(s);

    if (s.empty())    //测试是否为空
    {
        cout << "容器为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "容器不为空，且大小为：" <<s.size()<< endl;
    }

    s.erase(s.begin());  //指明删除数据的位置
    printSet(s);    
    s.erase(11);   //指明具体要删除的数据值
    printSet(s);
}

void test02(){  //进行数据查找
    set<int>s;
    s.insert(10);
    s.insert(8);
    s.insert(11);
    s.insert(19);
    s.insert(2);

    set<int>::iterator pos = s.find(2);  //类函数find返回值是迭代器
    if (pos!=s.end()) {
        cout << "数据存在，值为：" << *pos << endl;
    }
    else {
        cout << "数据不存在" << endl;
    }

    int num = s.count(2);
    cout << num << endl;   //输出相应的元素的个数，在set中，只有0和1

    //lower_bound(keyElem);//返回第一个key>=keyElem元素的迭代器
    set<int>::iterator it = s.lower_bound(10);  
    if (it != s.end())
    {
        cout << "找到了 lower_bound (10)的值为：" << *it << endl;
    }
    else
    {
        cout << "未找到" << endl;
    }
    // upper_bound(keyElem);//返回第一个key>keyElem元素的迭代器
    set<int>::iterator it2 = s.upper_bound(10);
    if (it2 != s.end())
    {
        cout << "找到了 upper_bound (10)的值为：" << *it2 << endl;
    }
    else
    {
        cout << "未找到" << endl;
    }
    //equal_range(keyElem);//返回容器中key与keyElem相等的上下限的两个迭代器
    //上下限 就是lower_bound   upper_bound
    //注意这里用到了对组
    pair<set<int>::iterator, set<int>::iterator>  ret = s.equal_range(10);
    if (ret.first != s.end())   //第一个值
    {
        cout << "找到equal_range中 lower_bound 的值 ：" << *(ret.first) << endl;
    }
    else
    {
        cout << "未找到" << endl;
    }
    if (ret.second != s.end())    //第二个值
    {
        cout << "找到equal_range中 upper_bound 的值 ：" << *(ret.second) << endl;
    }
    else
    {
        cout << "未找到" << endl;
    }
}

void test03() {   //证明set容器不可以重复插入某一个键值
    set<int>s;
    pair<set<int>::iterator, bool>ret = s.insert(10); //第二个bool值可以反映是否插入成功
    if (ret.second)
    {
        cout << "插入成功" << endl;
    }
    else {
        cout << "插入失败" << endl;
    }
    ret = s.insert(10);
    if (ret.second)
    {
        cout << "第二次插入成功" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "第二次插入失败" << endl;
    }
    printSet(s);

    //multiset允许插入重复值
    multiset<int> mul;
    mul.insert(10);
    mul.insert(10);
}

//指定set排序规则 从大到小
//仿函数
class myCompare
{
public:
    //重载 ()
    bool operator()(int v1, int v2)
    {
        return v1 > v2;
    }
};
//set容器的排序
void test04()
{
    set<int, myCompare>s1;

    s1.insert(5);
    s1.insert(1);
    s1.insert(9);
    s1.insert(3);
    s1.insert(7);

    //printSet(s1);

    //从大到小排序
    //在插入之前就指定排序规则

    for (set<int, myCompare>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};

class myComparePerson
{
public:
    bool operator()(const Person & p1, const Person & p2)
    {
        if (p1.m_Age > p2.m_Age) //降序
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

};

void test05()
{
    set<Person, myComparePerson> s1;

    Person p1("大娃", 100);
    Person p2("二娃", 90);
    Person p3("六娃", 10);
    Person p4("爷爷", 1000);

    s1.insert(p1);
    s1.insert(p2);
    s1.insert(p3);
    s1.insert(p4);

    //插入自定义数据类型，上来就指定好排序规则

    //显示
    for (set<Person, myComparePerson>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
    {
        cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
    }

}

int main() {
    //test01();
    //test02();
    //test03();
    //test04();
    test05();
    system("pause");
    return 0;
}