C++中set用法簡介

C++中set用法簡介

set

C++ STL 之所以得到廣泛的讚譽,也被很多人使用,不只是提供了像vector, string, list等方便的容器,更重要的是STL封裝了許多複雜的數據結構算法和大量常用數據結構操作。vector封裝數組,list封裝了鏈表,map和set封裝了二叉樹等,在封裝這些數據結構的時候,STL按照程序員的使用習慣,以成員函數方式提供的常用操作,如:插入、排序、刪除、查找等。讓用戶在STL使用過程中,並不會感到陌生。

關於set,必須說明的是set關聯式容器。set作爲一個容器也是用來存儲同一數據類型的數據類型,並且能從一個數據集合中取出數據,在set中每個元素的值都唯一,而且系統能根據元素的值自動進行排序。應該注意的是set中數元素的值不能直接被改變。C++ STL中標準關聯容器set, multiset, map, multimap內部採用的就是一種非常高效的平衡檢索二叉樹:紅黑樹,也成爲RB樹(Red-Black Tree)。RB樹的統計性能要好於一般平衡二叉樹,所以被STL選擇作爲了關聯容器的內部結構。

關於set有下面幾個問題:

爲何map和set的插入刪除效率比用其他序列容器高?

大部分人說,很簡單,因爲對於關聯容器來說,不需要做內存拷貝和內存移動。說對了,確實如此。set容器內所有元素都是以節點的方式來存儲,其節點結構和鏈表差不多,指向父節點和子節點。結構圖可能如下:
在這裏插入圖片描述

爲何每次insert之後,以前保存的iterator不會失效?

iterator這裏就相當於指向節點的指針,內存沒有變,指向內存的指針怎麼會失效呢(當然被刪除的那個元素本身已經失效了)。相對於vector來說,每一次刪除和插入,指針都有可能失效,調用push_back在尾部插入也是如此。因爲爲了保證內部數據的連續存放,iterator指向的那塊內存在刪除和插入過程中可能已經被其他內存覆蓋或者內存已經被釋放了。即使時push_back的時候,容器內部空間可能不夠,需要一塊新的更大的內存,只有把以前的內存釋放,申請新的更大的內存,複製已有的數據元素到新的內存,最後把需要插入的元素放到最後,那麼以前的內存指針自然就不可用了。特別時在和find等算法在一起使用的時候,牢記這個原則:不要使用過期的iterator。

當數據元素增多時,set的插入和搜索速度變化如何?

如果你知道log2的關係你應該就徹底瞭解這個答案。在set中查找是使用二分查找,也就是說,如果有16個元素,最多需要比較4次就能找到結果,有32個元素,最多比較5次。那麼有10000個呢?最多比較的次數爲log10000,最多爲14次,如果是20000個元素呢?最多不過15次。看見了吧,當數據量增大一倍的時候,搜索次數只不過多了1次,多了1/14的搜索時間而已。你明白這個道理後,就可以安心往裏面放入元素了。

常用函數

  • begin() 返回set容器的第一個元素
  • end() 返回set容器的最後一個元素
  • clear() 刪除set容器中的所有的元素
  • empty() 判斷set容器是否爲空
  • max_size() 返回set容器可能包含的元素最大個數
  • size() 返回當前set容器中的元素個數
  • rbegin() 返回的值和end()相同
  • rend() 返回的值和rbegin()相同
	set<int> temp;
	//插入值,默認爲自動排序(升序)
	temp.insert(11);
	temp.insert(2);
	temp.insert(5);

	temp.insert(temp.begin(), 123);//迭代器頭部插入也會被默認排序

	//end()是沒有值的指針
	for (auto iter = temp.begin(); iter != temp.end(); iter++)
	{
		cout << *iter << "-";
	}
	//lower_bound()指向大於等於某個值的第一個元素
	cout << endl << "lower_bound 3 is:" << *temp.lower_bound(2) << endl;

	//upper_bound()指向大於某個值的第一個元素
	cout << endl << "upper_bound 3 is:" << *temp.upper_bound(2) << endl;

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