关联容器——set

一、介绍

set中的每一个元素只包含一个关键字：set支持高效的关键字查询操作 -> 检查一个给定的关键字是否在set中。

标准库提供的set关联容器分为：

• 按关键字有序保存元素：set(关键字即值, 即只保存关键字的容器); multiset(关键字可以重复出现的set)
• 无序集合：unordered_set(用哈希函数组织的set)；unordered_multiset(哈希组织的set，关键字可以重复出现)

set就是关键字的简单集合。当只想知道一个值是否存在时，set是最有用的。

在set中每个元素的值都唯一，而且系统根据元素的值自动进行排序。set中的元素的值不能直接被改变。

set内部采用的是一种非常高效的平衡检索二叉树——红黑树，也称为RB树（Red-Black Tree）。RB树的统计性能要好于一般平衡二叉树。

set具备的两个特点：

• set中的元素都是排好序的
• set中的元素都是唯一的，没有重复的

二、set用法

操作	说明
set s 或者 set s(b, e)	初始化，其中，b 和 e 分别为迭代器开始和结束的标记(其中的参数b大多数情况下是数组)
begin();	返回指向第一个元素的迭代器
end();	返回指向迭代器的最末尾处（即最后一个元素的下一个位置）
clear();	清除所有元素
count();	返回某个值元素的个数
empty();	如果集合为空，返回true
equal_range();	返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器
erase()	删除集合中的元素
find()	返回一个指向被查找到元素的迭代器
get_allocator()	返回集合的分配器
insert()	在集合中插入元素
lower_bound()	返回指向大于（或等于）某值的第一个元素的迭代器
key_comp()	返回一个用于元素间值比较的函数
max_size()	返回集合能容纳的元素的最大限值
rbegin()	返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器
rend()	返回指向集合中第一个元素的反向迭代器
size()	集合中元素的数目
swap()	交换两个集合变量
upper_bound()	返回大于某个值元素的迭代器
value_comp()	返回一个用于比较元素间的值的函数

示例代码：

// begin() 和 end() 的使用
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main(){
    // 先定义一个整型数组
    int int_array[] = {75, 23, 65, 42, 13, 13, 5, 2, 745, 412, 143};
    // 迭代器开始的位置 int_array 就是数组首元素的地址
    // 迭代器结束的位置 int_array + 5 就是右移5个位置的地址
    // set<int> int_set(int_array, int_array + 5);
    // 我们换个写法: sizeof(int_array) / sizeof(*int_array) 的意思: 数组占据内存空间大小/数组首元素占据空间大小 = 有几个元素, 即数组的元素个数
    set<int> int_set(int_array, int_array + sizeof(int_array) / sizeof(*int_array));
    cout << "set contains: ";
    for(auto item = int_set.begin(); item != int_set.end(); ++item){
        cout << " " << *item;  // 解引用获取到item指向的对象值
    }
    cout << "\n";
}

// 输出结果:
// set contains:  2 5 13 23 42 65 75 143 412 745

// GDB调试结果:
(gdb) p int_set
$1 = std::set with 10 elements = {
  [0] = 2,
  [1] = 5,
  [2] = 13,
  [3] = 23,
  [4] = 42,
  [5] = 65,
  [6] = 75,
  [7] = 143,
  [8] = 412,
  [9] = 745
}
(gdb) *int_array
Undefined command: "".  Try "help".
(gdb) p *int_array
$2 = 75
(gdb) call(sizeof(*int_array))
$3 = 4
(gdb) call(sizeof(int_array))
$4 = 44