STL学习笔记 set
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set集合容器
set集合容器使用一种称为红黑树(Red-Black Tree) 的平衡二叉检索树的数据结构，来组织泛化的元素数据。每个节点包含一个取值红色或黑色的颜色域，以利于进行树的平衡处理。作为节点键值的元素的插入，必须确保每个子树根节点的键值大于左子树所有节点的键值，而小于右子树所有节点的键值。不会将重复的键值插入容器，也不需要指定具体的插入位置，而按元素在树中的关联关系，进行位置检索和插入，元素的删除亦然。
元素数据的检索，使用的是二叉检索树的中序遍历算法，检索的效率高于 vector 、 deque 和 lsit 等容器。由于采用中序遍历算法可将二叉检索树的键值，由小到大排列遍历出来，因此 set 集合容器蕴含了元素间的有序性。
作为一种关联容器，set 集合容器实现了 Unique Sorted Associative Container 和 Simple Associative Container 概念的函数定义要求。以熟悉的函数形式提供了元素插入、删除 和检索的功能，封装了二叉树的复杂操作。
set 集合容器的C++标准头文件为 set ，需要先用宏语句 "#include <set>" 包含进来方可使用
创建 set 对象
为了管理 set 的二叉树的链表数据，先要利用 set 容器的构造函数，创建一个 set 对象。
1. set()
用默认的 less<T> 函数对象和内存分配器，创建一个没有任何数据元素的 set 对象，例如，下面一行代码创建了一个空的 set 对象 s ，元素类型为 int
set<int> s;
2. set(const key_compare& comp)
指定一个比较函数对象comp 来创建 set 对象，内存分配器为默认值。
例如，下面的的代码使用自定义的函数对象 strLess ，创建一个 set 容器对象 s 。
// 定义字符串比较函数对象 strLess
struct strLess
{
bool operator()(const char* s1, const char* s2) const
{
return strcmp(s1, s2) < 0;
}
};
// 创建 set 容器对象 s
set<const char*, strLess> s(strLess());
// 将1和2对比起来看。 1.是说，创建的set容器对象，默认是从小到大排序的。。。2.是说，可以自己写一个结构体，在创建的时候传入这个结构体，让set 容器元素的排序，按照我们定义的方式来进行。。 。
3. set(const set&)
set拷贝构造函数，通过红黑树的拷贝构造函数，实现两个set容器的元素、头节点和节点个数的拷贝。
下面的代码，利用 set 容器对象 s1 ，拷贝生成 set 容器对象 s2。
// set<int> s1;
set<int> s2(s1);
4. set(InputIterator first, InputIterator last)
用迭代器区间 [first, last) 所指的元素，创建一个 set 对象。
例如，下面代码将数组 iArray 的元素插入到 set 容器对象 s 的红黑树中。
int iArray[] = {13, 32, 19};
set<int> s(iArray, iArray + 3);
5. set(InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp)
用迭代器区间 [first, last) 所指的元素和 comp 函数对象，创建一个 set 对象。
例如，下面的代码利用上面定义的 strLess 函数对象和数组 szArray ，创建 set 对象 s 。
const char* szArray = {"Hello", "dog", "bird"};
set<const char*, strLess > s(szArray, szArray + 3, strLess());
元素的插入
set 并没有固定的所谓尾部插入 push_back 函数，元素的插入一般使用 insert 进行动态检索插入。
如下的 3 个 insert 函数，或将一个元素插入 set 容器，或将一个迭代器区间的元素加以插入。
1. pair<iterator, bool> insert(const value_type& v)
将元素 v 插入 set 容器，要求 v 值不与 set 容器的任何元素重复，否则插入失败。返回一个 pair 配对对象，提供所插入元素的迭代器位置和 true/false 插入成功标志
2. iterator insert(iteraotr position, const value_type& v)
将元素 v 插入 set 容器，参数 position 只是提示可在 position 位置之前插入 v ，所返回的插入位置视实际情况而定，不一定能在 position 位置前插入。
3. void insert(InputIterator first, InputIterator last)
将某迭代器区间 [first, last) 所指的数据作为元素，插入到 set 容器。
如果希望提供一个是否插入成功的信息，可以使用返回 pair 对象的 insert 函数进行插入，如下面的代码所示。
set<int> sInt;
sInt.insert(10);
pair<set<int>::iterator, bool> p = sInt.insert(19);
if(p.second)
cout<<"插入新元素"<<*(p.first) << endl;
else
cout<<"已存在该元素，不重复插入"<<endl;
元素的删除
与插入一样，set 容器也具有高效的红黑树元素的删除处理，并自动重新调整内部的红黑树平衡。
如下的删除函数，可删除某个迭代器位置上的元素、等于某键值的元素、一个区间上的元素和容器的所有元素。
1. void erase(iterator position)
删除 position 所指的元素
2. size_type erase(const key_type& k)
删除等于键值 k 的那个元素，对于 set 容器来说，此函数总是返回值1，因为 set 容器不会出现重复的元素值（键值）
3. void erase(iterator first, iterator last)
删除 set 迭代器区间 [first, last) 上的所有元素
4. void clear()
删除所有元素，但不会删除内部红黑树的头节点
遍历 set 容器元素
1 /* 解释：
2 利用【前向】迭代器进行访问，自动将这些整数【由小到大】打印出来
3 */
4
5 -------------------------------------------------------- 遍历 set 容器元素
6 #include < set >
7 #include <iostream>
8 using namespace std;
9 int main()
10 {
11 // 注意，我插入的元素是乱序、有重复的
12 set < int > sInt;
13 sInt.insert( 10 );
14 sInt.insert( 15 );
15 sInt.insert( 11 );
16 sInt.insert( 17 );
17 sInt.insert( 13 );
18 sInt.insert( 19 );
19 sInt.insert( 19 ); // 重复插入，被 set 容器舍弃
20 // 打印二叉树的数据
21 set < int > ::iterator i, iend;
22 iend = sInt.end();
23 for (i=sInt.begin(); i!=iend; ++ i)
24 cout << *i << ' ' ;
25 cout << endl;
26
27 return 0 ;
28 }
反向遍历 set 容器元素
1 /* 解释：
2 利用 set 容器定义的【反向迭代器】 reverse_iterator 和 const_reverse_iterator ，可实现红黑树的【逆中序遍历】，从而将元素【由大到小】遍历出来。反向遍历，通常需要用到 rebegin 和 rend 函数，给出反向遍历的开始位置和结束位置。
3 */
4
5 -------------------------------------------------------- 反向遍历 set 容器元素
6 #include < set >
7 #include <iostream>
8 using namespace std;
9 int main()
10 {
11 // 注意，我插入的元素是乱序、有重复的
12 set < int > sInt;
13 sInt.insert( 10 );
14 sInt.insert( 15 );
15 sInt.insert( 11 );
16 sInt.insert( 17 );
17 sInt.insert( 12 );
18 sInt.insert( 18 );
19 sInt.insert( 18 );
20 sInt.insert( 18 );
21 // 反向 打印二叉树的数据
22 set < int > ::reverse_iterator ri, riend;
23 riend = sInt.rend();
24 for (ri=sInt.rbegin(); ri!=riend; ++ ri)
25 cout << *ri << ' ' ;
26 cout << endl;
27
28 return 0 ;
29 }
set 容器元素的搜索
1 /* 解释：
2 set容器提供了一个应用红黑树进行搜索的函数 find ，返回的迭代器值位搜索到的元素位置，如果元素不存在，则返回一个 end 结束元素的位置。
3 */
4
5 -------------------------------------------------------- set 容器元素的搜索
6 #include < set >
7 #include <iostream>
8 using namespace std;
9 int main()
10 {
11 set < int > sInt;
12 sInt.insert( 10 );
13 sInt.insert( 15 );
14 sInt.insert( 11 );
15 sInt.insert( 17 );
16 sInt.insert( 13 );
17 sInt.insert( 19 );
18 sInt.insert( 1 );
19
20 // 搜索元素 13
21 int v = 13 ;
22 set < int >::iterator i_v = sInt.find(v);
23 cout << *i_v << endl;
24
25 // 搜索不存在的元素 100
26 v = 100 ;
27 i_v = sInt.find(v);
28 if (i_v != sInt.end())
29 cout << *i_v << endl;
30
31 return 0 ;
32 }
set 的 empty 和 size 函数
1 /* 其他常用函数
2 empty()
3 size()
4 swap()
5 lower_bound() 下确界函数，返回第一个 > elem 元素的迭代器
6 upper_bound() 上确界函数，返回第一个 > elem 元素的迭代器
7 equal_range() 返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间，下限是开区间，如[beg,end)。以上函数返回两个迭代器，而这两个迭代器被封装在pair中。以下讲解pair的含义与使用方法。
8 */
9
10 -------------------------------------------------------- set 的 empty 和 size 函数
11 #include < set >
12 #include <iostream>
13 using namespace std;
14 int main()
15 {
16 set < int > sInt;
17 sInt.insert( 5 );
18 sInt.insert( 6 );
19 sInt.insert( 7 );
20 sInt.insert( 8 );
21 sInt.insert( 4 );
22
23 // 打印元素个数
24 if (sInt.empty())
25 cout << " set 容器为空 " << endl;
26 else
27 cout << " set 容器元素个数为： " << sInt.size() << endl;
28
29 return 0 ;
30 }
1 ------------------------------ 浅谈一下 pair 2 （在关于 map 容器的笔记中，会更多地用到 pair. pair 很强大的，这里只是小试牛刀而已） 3 4 pair译为对组，可以将两个值视为一个单元。 5 pair<T1,T2> 存放的两个值的类型，可以不一样，如T1为int，T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。 6 pair.first是pair里面的第一个值，是T1类型。 7 pair.second是pair里面的第二个值，是T2类型 8 9 // pair 和 equal_range 的配合使用 10 例如 set < int > setInt; 11 ... // 往setInt容器插入元素1,3,5,7,9 12 pair< set < int >::iterator , set < int >::iterator > pairIt = setInt.equal_range( 5 ); 13 set < int >::iterator itBeg = pairIt.first; 14 set < int >::iterator itEnd = pairIt.second; 15 // 此时 *itBeg==5 而 *itEnd == 7
1 ------------------------- 浅谈一下 functor 2 尽管函数指针被广泛用于实现函数回调，但C++ 还提供了一个重要的实现回调函数的方法，那就是函数对象。 3 functor，翻译成函数对象，伪函数，算符，是重载了“()”操作符的普通类对象。从语法上讲，它与普通函数行为类似。
Functor 的一个实际例子
1 // 题目：学生包含学号，姓名属性，现要求任意插入几个学生对象到set容器中，使得容器中的学生按学号的升序排序。
2
3 #pragma warning(disable:4786)
4 #include < set >
5 #include <iostream>
6 using namespace std;
7 // 学生类
8 class CStudent
9 {
10 public :
11 CStudent( int nID, string strName)
12 {
13 m_nID = nID;
14 m_strName = strName;
15 }
16
17 public :
18 int m_nID;
19 string m_strName;
20 };
21
22 // 函数对象 , 多看几遍，找一些相关的例子，就能理解了
23 struct studentFunctor
24 {
25 bool operator () ( const CStudent &stu1, const CStudent & stu2)
26 {
27 return (stu1.m_nID < stu2.m_nID);
28 }
29 };
30
31 int main()
32 {
33 set <CStudent, studentFunctor> setStu;
34 setStu.insert(CStudent( 3 , " 小张 " ));
35 setStu.insert(CStudent( 1 , " 小李 " ));
36 setStu.insert(CStudent( 5 , " 小王 " ));
37 setStu.insert(CStudent( 7 , " 小军 " ));
38
39 set <CStudent, studentFunctor> ::iterator it,itend;
40 itend = setStu.end();
41 // 按 ID 顺序，从小到大排列
42 for (it=setStu.begin(); it!=itend; ++ it)
43 {
44 // 字符串，用 c_str() 函数来显示(string容器会讨论)
45 cout << it->m_strName.c_str() << " " ;
46 }
47
48 return 0 ;
49 }
------------------------ set 小结
set 集合容器是一个有序关联容器，所包含的元素必须是唯一的，不能插入重复的元素(如果重复插入了，程序会自动舍弃重复的元素)。由于使用了红黑树这种特殊的平衡二叉检索树管理元素数据，具有高效的元素插入、删除和检索。元素检索的算法时间复杂度位 【log2 N】，也即 2 的 N 次方个元素的检索，只需要 N 此比较操作。。。。厉害吧。
pair ，Functor 是比较高级的用法，必须掌握。多看例子，慢慢就能理解了。
set 缺点：不能重复插入相同元素，删除、插入 操作频繁的时候，set 就不适合。
set 优点：对于元素的检索，非常快
【好好学习，天天向上】 ||||||| 【 亮仔 到此一游 】
分类: STL学习笔记
标签: STL , C++ , 容器 , set
作者： Leo_wl
出处： http://www.cnblogs.com/Leo_wl/
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