C++,STL容器 set/multiset:集合/多重集合深入解析

news2025/3/16 10:19:41

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文章目录

  • 一、容器概览
  • 二、核心特性对比
  • 三、基础操作详解
  • 四、关键成员函数解析
  • 五、底层实现探秘
  • 六、性能优化实践
  • 七、典型应用场景
    • 数据去重统计
    • 实时排行榜维护
    • 区间查询系统
  • 八、注意事项与陷阱
    • 元素不可变性
    • 自定义类型的比较函数
    • 迭代器失效问题
  • 进阶技巧:结合STL算法
  • 十、总结与选型建议


一、容器概览

(1)set/multiset是STL提供的关联容器,基于红黑树实现,具有自动排序特性
(2)set保证元素唯一性,multiset允许重复元素
(3)时间复杂度:插入/删除/查找 O(log n)
(4)头文件:#include


二、核心特性对比

特性 set multiset
元素唯一性 ×
insert返回值 pair<iter, bool> iterator
count耗时 O(log n) O(log n + k)
equal_range应用 较少 关键方法

三、基础操作详解

// 初始化示例
set<int> s = {
   5, 2, 8, 2, 7};  // 实际存储 {2,5,7,8}
multiset<int> ms = {
   5, 2, 8, 2, 7}; // 存储 {2,2,5,7,8}

// 自定义排序规则
struct CaseInsensitiveCompare {
   
    bool operator()(const string& a, const string& b) const {
   
        return lexicographical_compare(a.begin(), a.end(),
                                      b.begin(), b.end(),
                                      [](char c1, char c2){
   
                                          return tolower(c1) < tolower(c2);
                                      });
    }
};

set<string, CaseInsensitiveCompare> caseInsensitiveSet{
   "Apple", "banana", "APPLE"};

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