STL中set用法详解

set是STL中一种标准关联容器（vector,list,string,deque都是序列容器，而set，multiset，map，multimap是标准关联容器），它底层使用平衡的搜索树——红黑树实现，插入删除操作时仅仅需要指针操作节点即可完成，不涉及到内存移动和拷贝，所以效率比较高。set，顾名思义是“集合”的意思，在set中元素都是唯一的，而且默认情况下会对元素自动进行升序排列，支持集合的交(set_intersection),差(set_difference) 并(set_union)，对称差(set_symmetric_difference) 等一些集合上的操作，如果需要集合中的元素允许重复那么可以使用multiset
#include<set>
#include<iterator>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
set<int>eg1;
//插入
eg1.insert(1);
eg1.insert(100);
eg1.insert(5);
eg1.insert(1);//元素1因为已经存在所以set中不会再次插入1
eg1.insert(10);
eg1.insert(9);
//遍历set，可以发现元素是有序的
set<int>::iterator set_iter=eg1.begin();
cout<<"Set named eg1:"<<endl;
for(;set_iter!=eg1.end();set_iter++) cout<<*set_iter<<" ";
cout<<endl;
//使用size()函数可以获得当前元素个数
cout<<"Now there are "<<eg1.size()<<" elements in the set eg1"<<endl;
if(eg1.find(200)==eg1.end())//find()函数可以查找元素是否存在
   cout<<"200 isn't in the set eg1"<<endl;

set<int>eg2;
for(int i=6;i<15;i++)
eg2.insert(i);
cout<<"Set named eg2:"<<endl;
for(set_iter=eg2.begin();set_iter!=eg2.end();set_iter++)
   cout<<*set_iter<<" ";
cout<<endl;
//获得两个set的并
set<int>eg3;
cout<<"Union:";
set_union(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));//注意第五个参数的形式
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//获得两个set的交，注意进行集合操作之前接收结果的set要调用clear()函数清空一下
eg3.clear();
set_intersection(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
cout<<"Intersection:";
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//获得两个set的差
eg3.clear();
set_difference(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
cout<<"Difference:";
copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
cout<<endl;
//获得两个set的对称差，也就是假设两个集合分别为A和B那么对称差为AUB-A∩B
   eg3.clear();
   set_symmetric_difference(eg1.begin(),eg1.end(),eg2.begin(),eg2.end(),insert_iterator<set<int> >(eg3,eg3.begin()));
   copy(eg3.begin(),eg3.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
   cout<<endl;

return 0;
}

set会对元素进行排序，那么问题也就出现了排序的规则是怎样的呢？上面的示例代码我们发现对int型的元素可以自动判断大小顺序，但是对char*就不会自动用strcmp进行判断了，更别说是用户自定义的类型了，事实上set的标准形式是set<Key, Compare, Alloc>，

参数	描述	默认值
Key	集合的关键字和值的类型
Compare	关键字比较函数，它的参数类型key参数指定的类型，如果第一个参数小于第二个参数则返回true，否则返回false	less<Key>
Alloc	set的分配器，用于内部内存管理	alloc

下面给出一个关键字类型为char*的示例代码

#include<iostream>
#include<iterator>
#include<set>
using namespace std;
struct ltstr
{
bool operator() (const char* s1, const char* s2) const
{
   return strcmp(s1, s2) < 0;
}
};

int main()
{
const int N = 6;
const char* a[N] = {"isomer", "ephemeral", "prosaic", 
   "nugatory", "artichoke", "serif"};
const char* b[N] = {"flat", "this", "artichoke",
   "frigate", "prosaic", "isomer"};

set<const char*,ltstr> A(a, a + N);
set<const char*,ltstr> B(b, b + N);
set<const char*,ltstr> C;

cout << "Set A: ";
//copy(A.begin(), A.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));
set<const char*,ltstr>::iterator itr;
for(itr=A.begin();itr!=A.end();itr++) cout<<*itr<<" ";
cout << endl;
cout << "Set B: ";
copy(B.begin(), B.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));   
cout << endl;

cout << "Union: ";
set_union(A.begin(), A.end(), B.begin(), B.end(),
    ostream_iterator<const char*>(cout, " "),
    ltstr());   
cout << endl;

cout << "Intersection: ";
set_intersection(A.begin(), A.end(), B.begin(),B.end(),ostream_iterator<const char*>(cout," "),ltstr());
cout<<endl;
set_difference(A.begin(), A.end(), B.begin(), B.end(),inserter(C, C.begin()),ltstr());
cout << "Set C (difference of A and B): ";
copy(C.begin(), C.end(), ostream_iterator<const char*>(cout, " "));
cout <<endl;
return 0;
}

其中的ltstr也可以这样定义
class ltstr
{
        public:
        bool operator() (const char* s1,const char*s2)const
        {
                return strcmp(s1,s2)<0;
        }
};

更加通用的应用方式那就是数据类型也是由用户自定义的类来替代，比较的函数自定义，甚至可以加上二级比较，比如首先按照总分数排序，对于分数相同的按照id排序，下面是示例代码

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
struct
{
                int id;
                int score;
                string name;
};
struct compare
{
        bool operator()(const Entity& e1,const Entity& e2)const   {
                if(e1.score<e2.score) return true;
                else
                        if(e1.score==e2.score)
                                if(e1.id<e2.id) return true;

                return false;
        }
};

int main()
{
        set<Entity,compare>s_test;
        Entity a,b,c;
        a.id=123;a.score=90;a.name="bill";
        b.id=121;b.score=85;b.name="mary";
        c.id=130;c.score=85;c.name="jerry";
        s_test.insert(a);s_test.insert(b);s_test.insert(c);
        set<Entity,compare>::iterator itr;
        cout<<"Score List(ordered by score):\n";
        for(itr=s_test.begin();itr!=s_test.end();itr++)
                cout<<itr->id<<"---"<<itr->name<<"---"<<itr->score<<endl;
        return 0;
}

/*

set/multiset会根据待定的排序准则，自动将元素排序。两者不同在于前者不允许元素重复，而后者允许。

1) 不能直接改变元素值，因为那样会打乱原本正确的顺序，要改变元素值必须先删除旧元素，则插入新元素

2) 不提供直接存取元素的任何操作函数，只能通过迭代器进行间接存取，而且从迭代器角度来看，元素值是常数

3) 元素比较动作只能用于型别相同的容器(即元素和排序准则必须相同)

set模板原型：//Key为元素(键值)类型

template <class Key, class Compare=less<Key>, class Alloc=STL_DEFAULT_ALLOCATOR(Key) >

从原型可以看出，可以看出比较函数对象及内存分配器采用的是默认参数，因此如果未指定，它们将采用系统默认方式，

另外，利用原型，可以有效地辅助分析创建对象的几种方式

*/

#include <iostream>

#include <string>

#include <set>

using namespace std;

struct strLess

{

   bool operator() (const char *s1, const char *s2) const

   {

    return strcmp(s1, s2) < 0;

   }

};

void printSet(set<int> s)

{

copy(s.begin(), s.end(), ostream_iterator<int>(cout, ", ") );

// set<int>::iterator iter;

// for (iter = s.begin(); iter != s.end(); iter++)

//    //cout<<"set["<<iter-s.begin()<<"]="<<*iter<<", "; //Error

//    cout<<*iter<<", ";

cout<<endl;

}

void main()

{

//创建set对象，共5种方式，提示如果比较函数对象及内存分配器未出现，即表示采用的是系统默认方式

//创建空的set对象，元素类型为int，

set<int> s1; 

//创建空的set对象，元素类型char*，比较函数对象(即排序准则)为自定义strLess

set<const char*, strLess> s2( strLess); 

//利用set对象s1,拷贝生成set对象s2

set<int> s3(s1); 

//用迭代区间[&first, &last)所指的元素，创建一个set对象

int iArray[] = {13, 32, 19};

set<int> s4(iArray, iArray + 3);

//用迭代区间[&first, &last)所指的元素，及比较函数对象strLess，创建一个set对象

const char* szArray[] = {"hello", "dog", "bird" };

set<const char*, strLess> s5(szArray, szArray + 3, strLess() );

//元素插入：

//1,插入value，返回pair配对对象，可以根据.second判断是否插入成功。(提示:value不能与set容器内元素重复)

//pair<iterator, bool> insert(value)

//2,在pos位置之前插入value，返回新元素位置，但不一定能插入成功

//iterator insert(&pos, value)

//3,将迭代区间[&first, &last)内所有的元素，插入到set容器

//void insert[&first, &last)

cout<<"s1.insert(

) : "<<endl;

for (int i = 0; i <5 ; i++)

    s1.insert(i*10);

printSet(s1);

cout<<"s1.insert(20).second = "<<endl;;

if (s1.insert(20).second)

    cout<<"Insert OK!"<<endl;

else

    cout<<"Insert Failed!"<<endl;

cout<<"s1.insert(50).second = "<<endl;

if (s1.insert(50).second)

{cout<<"Insert OK!"<<endl; printSet(s1);}

else

    cout<<"Insert Failed!"<<endl;

cout<<"pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;\np = s1.insert(60);\nif (p.second):"<<endl;

pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;

p = s1.insert(60);

if (p.second)

{cout<<"Insert OK!"<<endl; printSet(s1);}

else

   cout<<"Insert Failed!"<<endl;

//元素删除

//1,size_type erase(value) 移除set容器内元素值为value的所有元素，返回移除的元素个数

//2,void erase(&pos) 移除pos位置上的元素，无返回值

//3,void erase(&first, &last) 移除迭代区间[&first, &last)内的元素，无返回值

//4,void clear()， 移除set容器内所有元素

cout<<"\ns1.erase(70) = "<<endl;

s1.erase(70);

printSet(s1);

cout<<"s1.erase(60) = "<<endl;

s1.erase(60);

printSet(s1);

cout<<"set<int>::iterator iter = s1.begin();\ns1.erase(iter) = "<<endl;

set<int>::iterator iter = s1.begin();

s1.erase(iter);

printSet(s1);

//元素查找

//count(value)返回set对象内元素值为value的元素个数

//iterator find(value)返回value所在位置，找不到value将返回end()

//lower_bound(value),upper_bound(value), equal_range(value) 略

cout<<"\ns1.count(10) = "<<s1.count(10)<<", s1.count(80) = "<<s1.count(80)<<endl;

cout<<"s1.find(10) : ";

if (s1.find(10) != s1.end()) 

    cout<<"OK!"<<endl;

else

    cout<<"not found!"<<endl;

cout<<"s1.find(80) : ";

if (s1.find(80) != s1.end()) 

    cout<<"OK!"<<endl;

else

    cout<<"not found!"<<endl;

//其它常用函数

cout<<"\ns1.empty()="<<s1.empty()<<", s1.size()="<<s1.size()<<endl;

set<int> s9;

s9.insert(100);

cout<<"s1.swap(s9) :"<<endl;

s1.swap(s9);

cout<<"s1: "<<endl;

printSet(s1);

cout<<"s9: "<<endl;

printSet(s9);

//lower_bound,upper_bound,equal_range(略)

}

///////////////i测试结果/////////////////////////

s1.insert(

) :

0, 10, 20, 30, 40,

s1.insert(20).second =

Insert Failed!

s1.insert(50).second =

Insert OK!

0, 10, 20, 30, 40, 50,

pair<set<int>::iterator::iterator, bool> p;

p = s1.insert(60);

if (p.second):

Insert OK!

0, 10, 20, 30, 40, 50, 60,

s1.erase(70) =

0, 10, 20, 30, 40, 50, 60,

s1.erase(60) =

0, 10, 20, 30, 40, 50,

set<int>::iterator iter = s1.begin();

s1.erase(iter) =

10, 20, 30, 40, 50,

s1.count(10) = 1, s1.count(80) = 0

s1.find(10) : OK!

s1.find(80) : not found!

s1.empty()=0, s1.size()=5

s1.swap(s9) :

s1:

100,

s9:

10, 20, 30, 40, 50,