set

1.关联式容器

在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为 序列式容器 ，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。

那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？

关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是 <key, value> 结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。

2.键值对

用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义

3. set

3.1 set介绍

set文档介绍

翻译：

1. set是按照一定次序存储元素的容器

2. 在set中，元素的value也标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。

3. 在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。

4. set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。

5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

注意：

1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。
2. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
4. 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
5. set中的元素默认按照小于来比较
6. set中查找某个元素，时间复杂度为：$lo{g}_{2}n$
7. set中的元素不允许修改(为什么?)
8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

3.2 set的使用

1. set的模板参数列表

T: set中存放元素的类型，实际在底层存储<value, value>的键值对。

Compare：set中元素默认按照小于来比较

Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}
}int main()
{test_set();return 0;
}

验证结果：

当然，遍历set值，也可以使用范围for：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;for(auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

运行结果对比：

正所谓只要支持迭代器，就一定支持范围for！！

可以发现，有相同的值只返回了一次，而且走的是中序遍历。

注：set的底层是红黑树，本质也是一个二叉搜索树，当有相同的值时便不会再插入了，返回的是false

这是就一个问题了，查找到相同值时，布尔值是如何返回接受的呢？

答：通过pair接受返回值

3.2.1 pair

这里来查看pair接口：

SGI-STL中关于键值对的定义 ：

template <class T1, class T2>
struct pair
{typedef T1 first_type;typedef T2 second_type;T1 first;T2 second;pair() : first(T1()), second(T2()){}pair(const T1 &a, const T2 &b) : first(a), second(b){}
};

下面用pair接受返回值示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(6);auto ret1 = s.insert(5);cout << ret1.second << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret2 = s.insert(5);cout << ret2.second << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret3 = s.insert(4);cout << ret3.second << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

接收结果：

从结果可以看出，插入成功返回 1 ，插入失败返回 0 。

3.2.2 find

find接口简介：

返回值介绍：

find返回的就是迭代器 ！！

当想在set中删除值时，也可以通过find来删除：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.erase(1);  //直接删除set<int>::iterator it = s.find(2);  //find函数删除if (it != s.end()){s.erase(it);}for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

删除结果：

如果查找的不存在，则程序会崩溃掉！！

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(30);s.erase(it);for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

结果：

这里用的是vscode为显示任何效果，如果用vs，则会显示程序崩溃窗口！！

当夜也有解决方法：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(30);if (it != s.end()){s.erase(it);}for (auto e : s){cout << e << " ";}
}int main()
{test_set();return 0;
}

3.2.3 lower_bound

给一个值返回一个迭代器！！

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> myset;set<int>::iterator itlow, itup;for (int i = 1; i < 10; i++){myset.insert(i * 10);   //10 20 30 40 50 60 70 80 90}itlow = myset.lower_bound(25);  //>= val值的位置的iteratoritup = myset.upper_bound(60);   //> val值的位置的iteratormyset.erase(itlow, itup);  //取值范围[25,60]for(auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

返回结果：

注意： set不支持修改！！！其余的功能就是迭代器的正常调用！！

3.3 multiset

3.3.1 multiset的介绍

multiset文档介绍

[翻译]：

1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的。

2. 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的)，但可以从容器中插入或删除。

3. 在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。

4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。

5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

注意：

1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对

2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可

3. 与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的

4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列

3.3.2 multiset的使用

此处只简单演示set与multiset的不同，其他接口接口与set相同：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);multiset<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

运行结果：

从结果看来，multiset的功能：排序 + 去重 ！！！

3.3.3 find

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);multiset<int>::iterator it = s.begin();while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//如果有多个值，find返回中序第一个valit = s.find(2);while(it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

调用结果：

3.3.4 equal_range

实例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);cout << "原序列: ";for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;cout << "现序列: ";auto ret = s.equal_range(2);s.erase(ret.first, ret.second);for(auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

调用结果：

其中，first 和 second 的意义就是：

• first：>=val值
• second：>val值

由此可见，其功能就是删除所指定查找的所有重复的val值。

3.3.5 erase

在multiset中的使用：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>void test_set()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(5);s.insert(2);s.insert(5);cout << "原序列: ";for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;cout << "删除个数: ";size_t n = s.erase(2);cout << n << endl;cout << "现序列: ";for(auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_set();return 0;
}

删除结果：