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C++ STL 之 set 与 multiset 的基本用法
阅读量:3898 次
发布时间:2019-05-23

本文共 5482 字,大约阅读时间需要 18 分钟。

【结构】

set和multiset会根据特定的排序原则将元素排序。两者不同之处在于,multisets允许元素重复,而set不允许重复。如果没有特别的排序原则,采用默认的less,已operator < 对元素进行比较,以便完成排序。

【功能】

和所有的标准关联容器类似,set和multiset通常以平衡二叉树完成。

自动排序的主要优点在于使二叉树搜寻元素具有良好的性能,在其搜索函数算法具有对数复杂度。但是自动排序也造成了一个限制,不能直接改变元素值,因为这样会打乱原有的顺序,要改变元素的值,必须先删除旧元素,再插入新元素。所以sets和multisets具有以下特点:

  • 不提供直接用来存取元素的任何操作元素
  • 通过迭代器进行元素的存取。

【操作函数】

3.1 构造、拷贝、析构

操作

效果

set c

产生一个空的set/multiset,不含任何元素

set c(op)

以op为排序准则,产生一个空的set/multiset

set c1(c2)

产生某个set/multiset的副本,所有元素都被拷贝

set c(beg,end)

以区间[beg,end)内的所有元素产生一个set/multiset

set c(beg,end, op)

以op为排序准则,区间[beg,end)内的元素产生一个set/multiset

c.~set()

销毁所有元素,释放内存

set<Elem>

产生一个set,以(operator <)为排序准则

set<Elem,0p>

产生一个set,以op为排序准则

3.2 非变动性操作

操作

效果

c.size()

返回当前的元素数量

c.empty ()

判断大小是否为零,等同于0 == size(),效率更高

c.max_size()

返回能容纳的元素最大数量

c1 == c2

判断c1是否等于c2

c1 != c2

判断c1是否不等于c2(等同于!(c1==c2))

c1 < c2

判断c1是否小于c2

c1 > c2

判断c1是否大于c2

c1 <= c2

判断c1是否小于等于c2(等同于!(c2<c1))

c1 >= c2

判断c1是否大于等于c2 (等同于!(c1<c2))

3.3 特殊的搜寻函数

  sets和multisets在元素快速搜寻方面做了优化设计,提供了特殊的搜寻函数,所以应优先使用这些搜寻函数,可获得对数复杂度,而非STL的线性复杂度。比如在1000个元素搜寻,对数复杂度平均十次,而线性复杂度平均需要500次。

操作

效果

count (elem)

返回元素值为elem的个数

find(elem)

返回元素值为elem的第一个元素,如果没有返回end()

lower _bound(elem)

返回元素值为elem的第一个可安插位置,也就是元素值 >= elem的第一个元素位置

upper _bound (elem)

返回元素值为elem的最后一个可安插位置,也就是元素值 > elem 的第一个元素位置

equal_range (elem)

返回elem可安插的第一个位置和最后一个位置,也就是元素值==elem的区间

3.4 赋值

操作

效果

c1 = c2

将c2的元素全部给c1

c1.swap(c2)

将c1和c2 的元素互换

swap(c1,c2)

同上,全局函数

3.5 迭代器相关函数

  sets和multisets的迭代器是双向迭代器,对迭代器操作而言,所有的元素都被视为常数,可以确保你不会人为改变元素值,从而打乱既定顺序,所以无法调用变动性算法,如remove()。

操作

效果

c.begin()

返回一个随机存取迭代器,指向第一个元素

c.end()

返回一个随机存取迭代器,指向最后一个元素的下一个位置

c.rbegin()

返回一个逆向迭代器,指向逆向迭代的第一个元素

c.rend()

返回一个逆向迭代器,指向逆向迭代的最后一个元素的下一个位置

3.6 安插和删除元素

  必须保证参数有效,迭代器必须指向有效位置,序列起点不能位于终点之后,不能从空容器删除元素。

操作

效果

c.insert(elem)

插入一个elem副本,返回新元素位置,无论插入成功与否。

c.insert(pos, elem)

安插一个elem元素副本,返回新元素位置,pos为收索起点,提升插入速度。

c.insert(beg,end)

将区间[beg,end)所有的元素安插到c,无返回值。

c.erase(elem)

删除与elem相等的所有元素,返回被移除的元素个数。

c.erase(pos)

移除迭代器pos所指位置元素,无返回值。

c.erase(beg,end)

移除区间[beg,end)所有元素,无返回值。

c.clear()

移除所有元素,将容器清空

 【示例代码】

  set

// cont/set1.cpp    #include 
#include
using namespace std; int main() { /*type of the collection: *-no duplicates *-elements are integral values *-descending order */ typedef set
> IntSet; IntSet coll1; // empty set container //insert elements in random order coll1.insert(4); coll1.insert(3); coll1.insert(5); coll1.insert(1); coll1.insert(6); coll1.insert(2); coll1.insert(5); //iterate over all elements and print them IntSet::iterator pos; for (pos = coll1.begin(); pos != coll1.end(); ++pos) { cout << *pos << ' '; } cout << endl; //insert 4 again and process return value pair
status = coll1.insert(4); if (status.second) { cout << "4 inserted as element " << distance (coll1.begin(),status. first) + 1 << endl; } else { cout << "4 already exists" << endl; } //assign elements to another set with ascending order set
coll2(coll1.begin(), coll1.end()); //print all elements of the copy copy (coll2.begin(), coll2.end(), ostream_iterator
(cout," ")); cout << endl; //remove all elements up to element with value 3 coll2.erase (coll2.begin(), coll2.find(3)); //remove all elements with value 5 int num; num = coll2.erase (5); cout << num << " element(s) removed" << endl; //print all elements copy (coll2.begin(), coll2.end(), ostream_iterator
(cout," ")); cout << endl; }

输出:

6 5 4 3 2 1   4 already exists   1 2 3 4 5 6   1 element(s) removed   3 4 6

multiset

// cont/mset1.cpp   #include 
#include
using namespace std; int main() { /*type of the collection: *-duplicates allowed *-elements are integral values *-descending order */ typedef multiset
> IntSet; IntSet coll1, // empty multiset container //insert elements in random order coll1.insert(4); coll1.insert(3); coll1.insert(5); coll1.insert(l); coll1.insert(6); coll1.insert(2); coll1.insert(5); //iterate over all elements and print them IntSet::iterator pos; for (pos = coll1.begin(); pos != coll1.end(); ++pos) { cout << *pos << ' '; } cout << endl; //insert 4 again and process return value IntSet::iterator ipos = coll1.insert(4); cout << "4 inserted as element " << distance (coll1.begin(),ipos) + 1 << endl; //assign elements to another multiset with ascending order multiset
coll2(coll1.begin(), coll1.end()); //print all elements of the copy copy (coll2.begin(), coll2.end(), ostream_iterator
(cout," ")); cout << endl; //remove all elements up to element with value 3 coll2.erase (coll2.begin(), coll2.find(3)); //remove all elements with value 5 int num; num = coll2.erase (5); cout << num << " element(s) removed" << endl; //print all elements copy (coll2.begin(), coll2.end(), ostream_iterator
(cout," ")); cout << endl; }

输出:

6 5 5 4 3 2 14 inserted as element 51 2 3 4 4 5 5 62 element(s) removed3 4 4 6

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