c++set
1. 关联式容器
vector、list、deque、forward_list(C++11) 等STL容器,其底层为线性序列的数据结构,里面存储的是元素本身,这样的容器被统称为序列式容器。而 map、set 是一种关联式容器,关联式容器也是用来存储数据的,与序列式容器不同的是,关联式容器里面存储的是 <key, value> 结构的键值对,在数据检索时比序列式容器效率更高。map 和 set 的键是唯一的,但是 mutimap 和 multiset 支持多个同名且有不同映射的键共存。
2. 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。比如:学生的姓名和他的学号是一一对应的,那么就可以通过查找学生的姓名来查找到对应的学号。set 容器是 key 结构。set 不允许存在相同的 key(multiset除外),且 key 不可修改(因为会破坏内部的红黑树结构)。
3.set容器
形参含义:
T:键值对应 value 的类型。
Compare:比较器的类型,缺省情况下按照小于来比较,一般情况下(内置类型元索)该参数不需要传递,如果无法比较时(自定义类型),需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)。
Alloc:通过空间配置器来申请底层空间,不需要用户传递,除非用户不想使用标准库提供的空间配置器。
4.set的成员函数
4.1 map的成员函数介绍
set的构造:
函数声明 | 功能介绍 |
---|---|
sets() | 构造一个空的set |
set的迭代器:
函数声明 | 功能介绍 |
---|---|
begin()和end() | begin:首元素的位置;end:下一个元素的位置 |
cbegin()和cend() | c指const,cbegin和cend指向的内容不能修改 |
rbegin()和rend() | 反向迭代器,rbegin从end开始,rend从begin开始,其++和–的方向相反 |
crbegin()和crend() | 与前一个功能相同,但指向的内容不能修改 |
set的容量与元素访问:
函数名 | 函数声明 | 功能介绍 |
---|---|---|
empty | bool empty() const | 检测set中的元素是否为空,为空返回ture,不为空返回false |
size | size_type size() const | 返回set中有效元素的个数 |
set的修改:
函数名 | 函数声明 | 功能介绍 |
---|---|---|
insert | pair<iterator,bool> insert (const value_type& val) | 在 set 中插入键值对 x,注意 x 是一个键值对,返回值也是键值对;iterator 代表新插入元素的位置,bool 代表插入成功 |
erase | void erase (iterator position) size_type erase (const value_type& val) void erase (iterator first, iterator last) | 删除 position 位置上的元素 删除键值为 x 的元素 删除 [first,last) 区间中的元素 |
swap | void swap (set& x) | 交换两个 set 中的元素 |
clear | void clear() | 删除 set 里所有的元素 |
set的操作:
函数名 | 函数声明 | 功能介绍 |
---|---|---|
find | iterator find (const value_type& val) const | 搜索set里键等于k的元素,如果找到返回一个映射的迭代器,找不到返回end的迭代器,find函数默认查找中序的第一个相等的值 |
count | size_type count (const value_type& val) const | 搜索set里键等于k的元素,找到返回1,找不到返回0 |
lower_bound | iterator lower_bound (const value_type& val) const | 在set里找>=k的元素,返回符合情况的最小键的迭代器 |
upper_bound | iterator upper_bound (const value_type& val) const | 在set里找>k的元素,返回符合情况的最小键的迭代器 |
equal_range | pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const |
5. set的特点
STL 里的 map 和 set 用的是同一颗红黑树来实现的。
set:
注意:Rb_tree 里有一个 key_type 和一个 value_type,但 set 应该是 key 和 key 的映射关系,所以在成员变量里,STL 把 key_type和 value_type 都定义了为 _key
map:
而在 STL 的 map 里,value_type 则定义了一个 pair ,这样做的目的就是为了复用同一颗红黑树。
所以从set和map的底层来看,它们的实现方法分别是:
set<K.> ⟶ \longrightarrow ⟶ rb_tree<K, K>
map<K, V> ⟶ \longrightarrow ⟶ rb_tree<K ,pair<const K, V>>
这种写法实际上是由 stl_tree.h 文件中的 val 模板决定你是 key 的 set,还是 key/value 的map:
6. set的复现
C++ 的 STL 库通过 map 和 set 复用同一颗红黑树实现代码的复用,这里给出 map 的复现链接C++STL容器之map的使用及复现,set 只需要把 map.h 中 key,value 的格式改成 key,key 即可。