C++ set类成员函数介绍 (set和multiset)

news2024/11/20 20:25:35

目录

🤔set模板介绍：

🤔特点：

🤔set的成员函数：

😊set构造函数：

🔍代码实例：

🔍运行结果：

😊 set赋值函数：

🔍代码实例：

🔍运行结果：

😊 set判断函数：

🔍代码实例

🔍运行结果：

 😊set的删除和插入：

🔍代码示例：

🔍运行结果：

​😊set存取函数：

🔍代码示例：

🔍运行结果：

         😊为何set不可以存取相同元素：

🔍代码实例：

🔍运行结果：

🤔multiset：

🤔特点

🔍代码实例：

🔍运行结果：

🔍原因：

🤔multiset与set的相似点与区别：

相似点：

不同点：

🤔结束！

🤔set模板介绍：

        📖C++中的set是一个集合容器，它存储唯一且已排序的元素。具体来说，set容器内部的元素总是按照一定的规则排好序的，而且这些元素必须是唯一的，即不允许存储重复的元素。set还支持快速查找、删除和插入元素。

        📖set容器底层一般采用红黑树实现，因此它的插入、删除、查找操作的时间复杂度均为O(log n)。此外，set容器还提供了很多有用的成员函数和迭代器，比如begin、end、find等，使得我们可以方便地对set进行遍历、查找、排序等操作。

        📖总之，C++的set容器是一种非常实用的数据结构，它可以帮助我们高效地存储和处理一组唯一的元素。

🤔特点：

📖1. 存储唯一元素：set容器内部的元素不允许重复，每个元素只会出现一次。这项特点使得set容器常用于需要存储一组唯一元素的场景，对于为何set不能存储重复元素，我们在下文会从c++的set的insert定义解释。

📖2. 内部元素已排序：set容器内部元素总是按照一定的规则排序的。默认情况下，set使用元素类型的<运算符来进行排序，也可以自定义比较函数。

📖3. 快速查找：set内部基于红黑树实现，使得元素的查找的平均时间复杂度始终为O(log n)。

📖4. 快速插入和删除：由于内部采用红黑树，因此向set容器插入和删除元素的平均时间复杂度也为O(log n)。

📖5. 提供迭代器：set提供迭代器，可以使用iterator、const_iterator、reverse_iterator、const_reverse_iterator四种迭代器进行遍历操作。

📖6. 支持自动排序和自定义排序：set默认使用<运算符来进行元素的排序，但也可以自定义比较函数来进行排序。

📖7. 可以快速查找区间：set提供了lower_bound()和upper_bound()两种函数，可以快速查找某个区间内的元素。

总的来说，set容器是一种非常实用的集合容器，可以帮助我们高效地进行元素集合的存储、遍历和查找等操作。

🤔set的成员函数：

😊set构造函数：

📖1.默认构造函数：set<T> st;

set<int>d1;

📖2.拷贝构造函数：set(const set &st);

set<int>d2(d1);
printfset(d2);

🔍代码实例：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(set<int>& s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	cout << "默认构造结果为：";
	printfset(d1);

	//拷贝函数
	set<int>d2(d1);
	cout << "拷贝构造结果为：";
	printfset(d2);


}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

😊 set赋值函数：

📖1.重载等号运算符：set &operator  =（const  set &st）

set<int>d3=d1;

🔍代码实例：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(set<int>& s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	cout << "默认构造结果为：";
	printfset(d1);



	//重载等号运算符
	set<int>d3=d1;
	cout << "重载等号运算符结果为：";
	printfset(d3);
}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

😊 set判断函数：

📖1.返回容器中的元素数目:    size();

📖2.判断容器是否为空:           empty();

📖3.交换两个容器:                   swap();

🔍代码实例

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(set<int>& s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	printfset(d1);

	cout << "容器是否为空（0不为空，1为空）" << d1.empty()<<endl;
	cout << "容器中的元素个数" << d1.size()<<endl;

	set<int>d2;
	d2.swap(d1);
	printfset(d2);
}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

 😊set的删除和插入：

📖1.对set容器进行删除和插入
 
📖1.在容器中插入元素： insert（elem）
 
📖2.清除所有元素：   clear();
 
📖3.删除pos所指元素，返回下一个元素的迭代器  earse();
 
📖4删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器.   erase(beg,end)  
 
📖5.删除指定元素         earse(elem)

🔍代码示例：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(set<int>& s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	printfset(d1);

	d1.insert(100);
	cout << "插入元素之后：" << endl;
	printfset(d1);

	d1.erase(100);
	cout << "删除指定元素后" << endl;
	printfset(d1);


	d1.erase(d1.begin());
	cout << "删除指定头位置元素后" << endl;
	printfset(d1);


	d1.erase(d1.begin(),d1.end());
	cout << "删除指定区间元素后" << endl;
	printfset(d1);
	
	cout << "重新赋值后结果为：";
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	printfset(d1);

	d1.clear();
	cout << "清空容器后结果为：";
	printfset(d1);
}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：


😊set存取函数：

📖1.查找元素是否存在，如果存在，返回该元素的迭代器，如果不存在返回end（） :        find()
📖2.统计key的元素个数：     count(key)    

📖*由于set不会重复存取相同元素，所以查找已存在的数字的出现个数一定是1.

🔍代码示例：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(set<int>& s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	printfset(d1);

	set<int>::iterator pos = d1.find(73);

	cout << *pos<<endl;

	cout<<"24元素的个数为"<<d1.count(24);

}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

😊为何set不可以存取相同元素：

📖我们查看插入insert的定义：

  template <bool _Multi2 = _Multi, enable_if_t<!_Multi2, int> = 0>
    pair<iterator, bool> insert(value_type&& _Val) {
        const auto _Result = _Emplace(_STD move(_Val));
        return {iterator(_Result.first, _Get_scary()), _Result.second};
    }

 📖我们可以发现insert一共返回两个值，一个是指向这个元素的迭代器，一个是bool类型的数据，而这个bool类型的数据就是由于set会对插入数据进行检测而生成的。bool返回是否插入成功。也就是说set的插入数据，会对数据进行一次判断，这里的判断就是在判断是否插入存在元素。

🔍代码实例：

📖在这里我们连续两次插入元素24，并接收返回结果：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;

void test01()
{
	//默认构造：
	set<int>d1;
	pair<set<int>::iterator,bool>ret= d1.insert(24);
	cout << "第一次：";
		if (ret.second)
		{
			cout << "插入成功"<<endl;
		}
		else
		{
			cout << "插入失败" << endl;
		}
		pair<set<int>::iterator, bool>reat = d1.insert(24);
	cout << "第二次：";
		if (reat.second)
		{
			cout << "插入成功" << endl;
		}
		else
		{
			cout << "插入失败" << endl;
		}

		multiset<int>d2;
		d2.insert(0);
}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

📖而有的时候我们需要插入重复的元素，我们又定义了一个容器：

🤔multiset：

📖与set容器类似，multiset容器也是STL中的关联容器之一。不同的是，multiset容器允许元素重复出现。

📖具体的，multiset容器中的元素是按照一定顺序进行排列的，每个元素可以出现多次。在访问multiset容器中的元素时，我们无法直接改变元素的值，因为multiset容器中元素的值实际上是一个常量，否则会影响到容器的排序特性。

🤔特点

  1. 允许元素重复：与set容器不同，multiset容器中相同的元素可以出现多次。

  2. 内部元素已排序：multiset容器内部元素总是按照一定的规则排序的。默认情况下，multiset使用元素类型的<运算符来进行排序，也可以自定义比较函数。

  3. 快速查找：multiset内部基于红黑树实现，使得元素的查找的平均时间复杂度始终为O(log n)。

  4. 快速插入和删除：由于内部采用红黑树，因此向multiset容器插入和删除元素的平均时间复杂度也为O(log n)。

  5. 提供迭代器：multiset提供迭代器，可以使用iterator、const_iterator、reverse_iterator、const_reverse_iterator四种迭代器进行遍历操作。

  6. 支持自动排序和自定义排序：multiset默认使用<运算符来进行元素的排序，但也可以自定义比较函数来进行排序。

  7. 可以快速查找区间：multiset提供了lower_bound()和upper_bound()两种函数，可以快速查找某个区间内的元素。

        📖与set容器一样，multiset容器也是一种非常实用的集合容器，可以帮助我们高效地进行元素集合的存储、遍历和查找等操作。

       📖 multiset与set调用同一个头文件，二者的成员函数基本相同，调用方式也一样，我们在本文不做赘述，唯一需要注意的就是multiset可以存储重复的元素。

🔍代码实例：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void printfset(multiset<int>& s)
{
	for (auto  it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	//默认构造：

	multiset<int>d1;


	d1.insert(24);
	d1.insert(24);
	d1.insert(243);
	d1.insert(73);
	d1.insert(63);
	printfset(d1);
	
	
}
int main()
{
	test01();
}

🔍运行结果：

🔍原因：

我们再查看multiset的insert定义：

 template <bool _Multi2 = _Multi, enable_if_t<_Multi2, int> = 0>
 iterator insert(value_type&& _Val) {
 return iterator(_Emplace(_STD move(_Val)).first, _Get_scary());

我们可以发现它只返回指向插入元素的迭代器，并不会对插入元素进行检测。

🤔multiset与set的相似点与区别：

相似点：

1. 两种容器内部元素默认都是按照升序排列的。

2. 都不支持随机访问，元素只能通过迭代器依次访问。

3. 由于内部实现采用了二叉搜索树（红黑树），在元素查找上具有较高的效率。

不同点：

1. multiset容器允许出现重复的元素，而set容器中不允许出现重复元素。换句话说，set容器中的元素是唯一的。

2. 在插入元素时，set容器会检查元素是否存在，如果相同则插入无效，而multiset容器插入元素时则不会检查元素是否已经存在，可以插入重复元素。

3. 在删除元素时，set容器只会删除指定值的第一个元素，而multiset容器则会删除所有符合条件的元素。

📖综上所述，multiset容器比set容器多了允许相同元素的功能，并提供了equal_range函数，删除元素时也不会在删除第一个值后停止。针对不同的问题，可以选择不同的容器。

🤔结束！

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