stl之set集合容器应用基础

  set集合容器使用一种称为红黑树(Red-Black Tree) 的平衡二叉检索树的数据结构，来组织泛化的元素数据。每一个节点包括一个取值红色或黑色的颜色域。以利于进行树的平衡处理。作为节点键值的元素的插入，必须确保每一个子树根节点的键值大于左子树全部节点的键值，而小于右子树全部节点的键值。不会将反复的键值插入容器。也不须要指定详细的插入位置，而按元素在树中的关联关系，进行位置检索和插入。元素的删除亦然。

    元素数据的检索。使用的是二叉检索树的中序遍历算法。检索的效率高于vector、 deque和list等容器。

因为採用中序遍历算法可将二叉检索树的键值，由小到大排列遍历出来，因此 set 集合容器蕴含了元素间的有序性。
    作为一种关联容器，set 集合容器实现了 Unique Sorted Associative Container 和 Simple Associative Container 概念的函数定义要求。

以熟悉的函数形式提供了元素插入、删除和检索的功能。封装了二叉树的复杂操作。

头文件
include <set>

创建 set 对象

为了管理 set 的二叉树的链表数据，先要利用 set 容器的构造函数，创建一个 set 对象。
1.  set(); 用默认的 less<T>函数对象和内存分配器。创建一个没有不论什么数据元素的 set对象。

set<int> s; //创建了一个空的 set 对象 s ，元素类型为 int

2.  set(const key_compare& comp); 指定一个比較函数对象comp 来创建 set 对象，内存分配器为默认值。

以下的的代码使用自己定义的函数对象 strLess ，创建一个 set 容器对象 s 。

    // 定义字符串比較函数对象 strLess
    struct  strLess
    {
        bool  operator()(const char* s1,const char* s2)  const
        {
            return strcmp(s1, s2) < 0;
        }
    };
    // 创建 set 容器对象 s    
    set<const char*, strLess>  s(strLess());  //能够自己写一个结构体，在创建的时候传入这个结构体。让set 容器元素的排序，依照我们定义的方式来进行。

3.  set(const set&);  set拷贝构造函数，通过红黑树的拷贝构造函数。实现两个set容器的元素、头节点和节点个数的拷贝。

以下的代码。利用 set 容器对象 s1 。拷贝生成 set 容器对象 s2。

    // set<int>  s1;
    set<int>  s2(s1);

4.  set(InputIterator first, InputIteratorlast); 用迭代器区间 [first, last)所指的元素。创建一个 set对象。

比如。以下代码将数组 iArray 的元素插入到 set 容器对象 s 的红黑树中。

int iArray[] = {13, 32, 19};
set<int>  s(iArray, iArray + 3);

5.  set(InputIteratorfirst, InputIterator last, const key_compare& comp);//用迭代器区间 [first, last)所指的元素和 comp函数对象，创建一个 set对象。
比如，以下的代码利用上面定义的 strLess 函数对象和数组 szArray ，创建 set 对象 s。

const  char*  szArray = {"Hello", "dog", "bird"};
set<const char*, strLess >   s(szArray, szArray + 3, strLess());

元素的插入

set 并没有固定的所谓尾部插入 push_back函数。元素的插入一般使用 insert进行动态检索插入。
1.    pair<iterator,bool>  insert(const value_type& v)
    将元素 v 插入 set 容器，要求 v值不与 set容器的不论什么元素反复。否则插入失败。

返回一个 pair配对对象，提供所插入元素的迭代器位置和 true/false插入成功标志
2.    iterator insert(iteraotr position, const value_type&v)
    将元素 v 插入 set 容器。參数 position仅仅是提示可在 position位置之前插入 v ，所返回的插入位置视实际情况而定，不一定能在 position位置前插入。
3.    void insert(InputIterator first, InputIterator last)
    将某迭代器区间[first, last)所指的数据作为元素，插入到set容器。

    假设希望提供一个是否插入成功的信息。能够使用返回 pair 对象的 insert 函数进行插入。如以下的代码所看到的。

    set<int>  sInt;
    sInt.insert(10);
    pair<set<int>::iterator, bool>  p = sInt.insert(19);
    if(p.second)
        cout<<"插入新元素"<<*(p.first) << endl;
    else
        cout<<"已存在该元素，不反复插入"<<endl;

元素的删除

与插入一样，set 容器也具有高效的红黑树元素的删除处理。并自己主动又一次调整内部的红黑树平衡。
1. void erase(iterator position); 删除 position所指的元素
2. size_type erase(const key_type& k);  删除等于键值 k的那个元素，对于 set容器来说，此函数总是返回值1。由于 set容器不会出现反复的元素值（键值）
3. void erase(iterator first, iterator last); 删除 set迭代器区间 [first,last)上的全部元素
4. void clear(); 删除全部元素。但不会删除内部红黑树的头节点

元素的搜索

set容器提供了一个应用红黑树进行搜索的函数 find ，返回的迭代器值位搜索到的元素位置，假设元素不存在。则返回一个 end结束元素的位置。

iterator find(constkey_type &k) const

#include <iostream>
#include <set>
int main ()
{
	std::set<int> myset;
	std::set<int>::iterator it;
	//存入一些初始化值：
	for (int i=1; i<=5; i++) myset.insert(i*10);    // 10 20 30 40 50

	it=myset.find(20);//找到
	myset.erase (it);//删除
	myset.erase (myset.find(40));//假设找到。则删除
	std::cout << "myset contains:";
	for (it=myset.begin(); it!=myset.end(); ++it)
		std::cout << ' ' << *it;
	std::cout << '
';
	return 0;
}

其它函数

set提供的函数还有empty、size、swap、lower_bound、upper_bound和equal_range等

lower_bound(); 下确界函数，返回第一个 > elem 元素的迭代器

upper_bound(); 上确界函数，返回第一个 > elem 元素的迭代器

equal_range();  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。

#include <iostream>
#include <set>
int main ()
{
	std::set<int> myset;
	for (int i=1; i<=5; i++) 
		myset.insert(i*10);   // myset: 10 20 30 40 50
	std::pair<std::set<int>::const_iterator,std::set<int>::const_iterator> ret;
	ret = myset.equal_range(30);
	std::cout << "the lower bound points to: " << *ret.first << '
';
	std::cout << "the upper bound points to: " << *ret.second << '
';
	return 0;
}

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