【C++】set和multiset

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关联式容器

STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。

键值对

键值对用来表示具有一 一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。

SGI-STL中关于键值对的定义：

template <class T1, class T2>
struct pair
{typedef T1 first_type;typedef T2 second_type;T1 first;T2 second;pair(): first(T1()), second(T2()){}pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b){}
};

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一、set介绍

set 是 C++ STL 中提供的容器，set是数学上的集合，其具有唯一性，即每个元素只出现一次，而 multiset 则是可重复集合，两者的内部实现是一棵红黑树，它们支持的函数基本相同。

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1. set是按照一定次序存储元素的容器
2. 在set中，元素的value标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。
3. 在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
4. set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。
5. set在底层是用红黑树实现的。

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set的特点
与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。
set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
set中的元素不可以重复，因此可以使用set进行去重。
使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列。
set中的元素默认按照less<T>来比较。
set中查找某个元素，时间复杂度为：$$O(lo{g}_{2}N)$$
set中的元素不允许修改。
set中的底层使用 二叉搜索树(红黑树) 来实现。

二、set的使用

set的容量

函数名称	功能说明
bool empty ( ) const	检测set是否为空，空返回true，否则返回false
size_type size() const	返回set中有效元素的个数

#include <iostream>
#include <set>
#include <functional>
using namespace std;void test_set()
{// 初始化，调用 C++11中 initializer_list 构造函数，进行列表初始化set<int>s = {1,3,4,2,5,6,8,7};// 构造可以调用迭代器区间去初始化int a[] = { 1,2,3,4,5,6,1,8 };set<int, greater<int>> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));// 默认是升序，变为降序可以用反向迭代器，或者使用仿函数// 迭代器遍历set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){//*it = 10;		set 有着增删查的功能，但是不支持改（如果支持改，底层的搜索二叉树就是乱序了）cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 范围for遍历for (auto& e : s) {cout << e << " ";}cout << endl;// 迭代器遍历出来时有序的，因为底层是个搜索二叉树，搜索二叉树中的中序遍历是有序的// set有 排序+去重 的作用for (auto& e : s1){cout << e << " ";}cout << endl;// 内容删除s1.erase(3); for (auto& e : s1)  //有就删除，没有也不报错{cout << e << " ";}cout << endl;// 迭代器删除set<int>::iterator pos = s1.find(8); //如果没有找到8则返回s1.end()，如果不加判断，删除的时候会报错if (pos != s1.end()){s1.erase(pos);}for (auto& e : s1){cout << e << " ";}cout << endl;// count(),在就返回1，不在就返回0，为了保证接口的一致性才有count，count是为multiset设计的cout << s1.count(4) << endl;cout << s1.count(30) << endl;//	lower_bound 返回 >= val的值//	upper_bound 返回 > val的值set<int> myset;set<int>::iterator itlow, itup;for (int i = 1; i < 10; i++) myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90itlow = myset.lower_bound(35);                //       itup = myset.upper_bound(60);                 //                   cout << *itlow << *itup << endl;			  //40  70myset.erase(itlow, itup);                     // 10 20 30 70 80 90	
}
int main()
{test_set();return 0;
}

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multiset

1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的。
2. 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T)。multiset元素的值不能在容器中进行修改，但可以从容器中插入或删除。
3. 在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

void test_set1()
{int a[] = { 1,2,1,2,3,4,5 };multiset<int>s(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); //multiset允许键值的冗余，其余的用法上完全没有区别// 特点： 排序for (auto& e : s){cout << e << " "; // 1 1 2 2 3 4 5}cout << endl;cout << s.count(1)<<endl;//2 返回对应的个数auto pos = s.find(2);// find时，如果有多个值，返回中序的第一个值while (pos != s.end()){cout << *pos << " ";//2 2 3 4 5++pos;}cout << endl;// 删除：值删除，删除所有的2；迭代器删除，删除迭代器的对应位置内容s.erase(2);for (auto& e : s){ cout << e << " "; // 1 1 3 4 5}cout << endl;
}int main()
{test_set1();return 0;
}

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