set集合容器

set集合容器实现了红黑树（Red-Black Tree）的平衡二叉件所属的数据结构，在插入元素时，他会自动调整二叉树的排列，把该元素放到适当的位置，以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；另外，还得确保根节点左子树的高度与右子树的高度相等，这样，二叉树的高度最小，从而检索速度最快。要注意的是，它不会重复插入相同键值的元素，而采取忽略处理。

平衡二叉检索树的检索使用中序遍历算法，检索效率高于vector、deque、和list等容器。另外，采用中序遍历算法可将键值由小到大遍历出来，所以，可以理解为平衡二叉检索树在插入元素时，就会自动将元素按键值由小到大的顺序排列。

对于set容器中的键值，不可直接去修改。因为如果把容器中的一个键值修改了，set容器就会根据新的键值旋转子树，以保持新的平衡，这样，修改的键值很可能就不在原先那个位置上了。换句话来说，构造set集合的主要目的就是为了快速检索。

multiset（多重集合容器）、map（映照容器）和multimap（多重映照容器）的内部结构也是平衡二叉检索树。

使用set对象前，需要程序的头文件中包含声明“#include <set>”

1.1元素的插入与中序遍历

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

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个元素类型为int的集合对象s，当前没有任何元素
    set<int> s;
    
    //插入5个元素，但由于8被插入了两次，第二次插入的8并没有执行
    s.insert(8);  //第一次插入8，可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(12);
    s.insert(6);
    s.insert(8);  //第二次插入8，重复元素，不可以插入
    
    //中序遍历集合中的元素
    set<int>::iterator it;    //定义前向迭代器
    for (it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

1.2 元素的反向遍历

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

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个元素类型为int的集合对象s，当前没有任何元素
    set<int> s;
    
    //插入5个元素，但由于8被插入了两次，第二次插入的8并没有执行
    s.insert(8);  //第一次插入8，可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(12);
    s.insert(6);
    s.insert(8);  //第二次插入8，重复元素，不可以插入
    
    //反向遍历集合中的元素

    set<int>::reverse_iterator rit;  //定义反向迭代器
    for (rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++) {
        cout << *rit << " ";
    }
    return 0;
}

1.3元素的删除

删除的对象可以是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清空集合。

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

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个元素类型为int的集合对象s，当前没有任何元素
    set<int> s;
    
    //插入5个元素，但由于8被插入了两次，第二次插入的8并没有执行
    s.insert(8);  //第一次插入8，可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(12);
    s.insert(6);
    s.insert(8);  //第二次插入8，重复元素，不可以插入
    
    //删除键值为6的那个元素
    s.erase(6);
    
    //中序遍历集合中的元素
    //定义前向迭代器
    set<int>::iterator it;
    for (it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    return 0;
}

1.4元素的检索

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

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个元素类型为int的集合对象s，当前没有任何元素
    set<int> s;
    
    //插入5个元素，但由于8被插入了两次，第二次插入的8并没有执行
    s.insert(8);  //第一次插入8，可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(12);
    s.insert(6);
    s.insert(8);  //第二次插入8，重复元素，不可以插入
    
    //定义前向迭代器
    set<int>::iterator it;
    
    //查找键值为6的元素
    it = s.find(6);
    
    if (it != s.end()) {
        cout << *it << endl;
    } else {//没找到
        cout << "not find it" << endl;
    }
    
    
    it = s.find(20);
    if (it != s.end()) {
        cout << *it << endl;
    } else {
        cout << "没有找到" << endl;
    }
    return 0;
}

1.5自定义比较函数

（1）如果元素不是结构体，那么，可以编写比较函数。

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

//自定义比较函数，Compare，重载"()"操作符
struct Compare
{   
    bool operator() (const int &a, const int &b)
    {
        if (a != b)
            return a > b;
        else
            return a > b;
    }

};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个元素类型为int的集合对象s，当前没有任何元素
    set<int, Compare> s;
    
    //插入5个元素，但由于8被插入了两次，第二次插入的8并没有执行
    s.insert(8);  //第一次插入8，可以插入
    s.insert(1);
    s.insert(12);
    s.insert(6);
    s.insert(8);  //第二次插入8，重复元素，不可以插入
    
    //定义前向迭代器
    set<int, Compare>::iterator it;
    for (it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //清空元素
    s.clear();
    cout << s.size() << endl;
    return 0;
}

（2）如果元素是结构体，那么，可以直接把比较函数放在结构体内。

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

struct Info
{
    string name;
    float score;
    
    //重载“<”操作符，自定义排序规则
    bool operator < (const Info &a) const
    {
        //按score由大到小排列。如果要由小到大排列，使用“>”号即可。
        return a.score < score;
    }
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义元素类型为Info结构体的集合对象s，当前没有任何元素
    set<Info> s;
    
    Info info;
    //插入三个元素
    info.name = "Kevin";
    info.score = 90;
    s.insert(info);
    
    info.name = "Yuki";
    info.score = 80;
    s.insert(info);
    
    info.name = "Tony";
    info.score = 85;
    s.insert(info);
    
    set<Info>::iterator it;  //定义前向迭代器
    for (it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
        cout << (*it).name << " : " << (*it).score << endl;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}