C++中STL模板中set的用法总结_set.emplace

本文从一名大学生新生的角度出发，简单总结了C++中STL模板set的用法，希望可以帮到任何看到这篇文章的人。

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前言

作者的身份是一名普通的大一计科学生，对于cpp的理解浅薄，还请批评指出。
可能这篇文章更适用于初高中的oier~重在如何使用而非严谨的底层原理

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 一、set是什么？

其实set翻译过来就是集合，在高中数学我们知道集合具有互异性，也就是同一个元素只会出现一次。
同样的，set 作为c++中STL容器，它的最大特点就是具有互异性，我们一般可以用来快速判断某个元素是否存在。

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二、set的简单介绍与特性说明

1.简单理解的原理

set正式名字叫做关联容器，它的关联性在于它内部是用红黑树对所有元素排序的

Stop！这里因此就有一个特性：set是默认按升序顺序排序好的

一般来说树结构存在<key,value>形式，其中key用于排序，value为其值，只是在set中value与key

值是一样的，但它仍然属于关联容器

 2.一些其他需要留意的特性

1. set的插入不需要构造键值对，只需要插入value
2. set元素不重复，因此可用于去重
3. 使用set迭代器遍历，可得到升序（默认）序列
4. set中元素默认按小于比较
5. set元素支持增删查，不允许修改
6. 查找某个元素的时间复杂度为

三、set的用法

在这里，我们都假设我们声明的set的变量名为P

1.set的构造函数

共有三种方式

①直接创建不带参数

set<typename>Variable_name

eg: 

set<int>P

 ②通过花括号传入初始值

set<typename>Variable_name{x1,x2,x3,……,xn}

eg1. 

set<int>P{2,3}

 eg2.

set<string>P{"LHP","YYT"}

 ③从另外一个set中拷贝元素

set<string> st{"good", "bad", "medium"};
set<string> st2(st);

在定义set时，我们可以通过传入元素排序规则（set中的第二个参数）来改变排序方式，比如

set<string, greater<string>> st{"good", "bad", "medium"};

 在这里greater代表字典序更大的排在前面，我们没传入此参数遍历结果为"bad","good","medium"

而传入了greater规则后结果则为"medium","good","bad".

一种值得一提的构造方式是将STL中的pair与set一同结合起来使用

set<pair<int,int>>P

这样我们便可以判定一对值是否存在于set中（经常可用于判断一个坐标是否已经经过）

注意插入时我们用到make_pair()语句

Set_Name.insert(make_pair(x,y))

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2.set的begin()与end()函数 

要讲这个就得先讲迭代器

set<typename>::iterator it;

set<string>::iterator it;

我们可以简单的将迭代器暂时理解为指针

也因为如此理解，*it代表对应地址的值，因此采用这种方法访问元素

P.begin()返回第一个元素的迭代器 

P.end()返回最后一个元素下一个位置的迭代器

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3.set的遍历

①正序遍历

因此，想要遍历P，则可以如此写

set<string>::iterator it;
for(it=P.begin();it!=P.end();it++){
    cout<<*it<<endl;
}

还可以利用auto自动识别数据类型来偷懒，见下

for(auto it=P.begin();it!=P.end();it++){
    cout<<*it<<endl;
}

 在这里我们需要注意终止条件为 it!=P.end()，原因是当it为P.end()时，此时指向的地址为最后一个元素的下一位，自然需要终止。

我们同样可以用while循环来写，如何写与for循环大同小异，在此略去。

值得一提的是，我们还可以用智能指针来遍历集合，这里是两个例子：

（后面有空我会学习下智能指针，可能会单独开个文章讲讲，又是一个坑）

set<pair<int, int>>P;
P.insert(make_pair(2, 3));
P.insert(make_pair(5, 2));
for (pair<int, int> p : P) {
	cout << p.first << " " << p.second << endl;
}

set<string>P{"LHP", "YYT"};
P.insert("XXX");
for (string p : P) {
	cout << p << endl;
}

②逆序遍历

与正序遍历类似，stl中自带逆序遍历的函数

类似的，rbegin()代表逆序遍历的第一个元素的迭代器，rend()代表逆序遍历最后一个元素下一个地址的迭代器

注意：在定义迭代器时候相应的，我们应该使用 ::reverse_iterator 而非 ::iterator 以代表反向迭代器

	set<int> P{1, 2, 3, 4, 5};
	set<int>::reverse_iterator it;
	for (it = P.rbegin(); it != P.rend(); it++)
		cout << *it << " ";
//	输出分别为 5 4 3 2 1

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4.set的插入元素的函数

 ①.set中的insert()函数

简单易懂的用法，括号内填入声明数据类型的值便好

例子如下：

set<string>P;
P.insert("LHP");
set<int>L;
L.insert(666);

insert()还可以同时插入多个元素，例子见下（我觉得作用也就节省代码量吧）

set<string>P;
P.insert({"LHP","YYT"});
set<int>L;
L.insert({666,999});

 你若是跟STL中的pair同时使用，则需要用到make_pair()插入

set<pair<int,int>>P;
P.insert(make_pair(2,3));

②set中的emplace()函数

 与insert一样同样具有插入元素的功能，但不一样的是，emplace（）传入的是构造函数的对应参数而不是元素本身，这样说可能有点不明白，我们用实例去理解：

struct Node {
	int score;
	string Name;
	Node(int inscore, string inName): score(inscore), Name(inName) {}
	bool operator<(const Node b) const  {
		return this->score < b.score;
	}
};
set<Node>P;
P.emplace(100, "LHP");

这里我们重载了比较算子，在这里我们先略去不提。

我们留意到，emplace内部会帮我们调用结构体构造函数，我们无需自己构造，可以节省创建实例的步骤，因此在工程中emplace往往会大量使用。

emplace()函数返回一个pair，第一个参数为set迭代器，代表插入地址，第二个参数为一个bool值，代表是否成功插入

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5.set的删除erase()函数

删除只有erase()一个函数，但是其有三种用法 

①.删除对应元素

括号内填入删除元素

例子：

set<string>P;
P.insert("666");
P.erase("666");

返回一个整数，代表删除元素的个数 

②.删除迭代器对应的元素

括号内填set的迭代器

set<string>P;
P.insert("666");
set<string> ::iterator it = P.begin();
P.erase(it);

返回的迭代器为删除元素的后一个位置 

③.删除两个迭代器范围内的所有元素

set<string>P{"11", "22", "33"};
set<string> ::iterator it1 = P.begin(), it2 = P.end();
P.erase(it1, it2);

 注意：这里第二个参数传入的代表删除末尾元素的下一位，it2这个位置是不被删除的！

④清空set

P.erase()

 或者很无聊地利用上面③中的代码一样可以达到清空set的目的

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6.查找元素是否存在与位置

①find()函数

set中的查询函数，传入我们要查询的value，返回一个迭代器。

如果找到该元素，则返回该元素的地址的迭代器，如果没找到，则返回end()值

P1.find("LHP");
P2.find(666);
P3.find(make_pair(2,3));

②count()函数

返回对应元素的个数，实际上由于集合内元素的特异性，返回的非0即1（1表示存在，0表示无）

我是觉得没有什么卵用，不如用find()应用场景更广

P1.count("LHP");
P2.count(666);
P3.count(make_pair(2,3));

 ③查找大于等于和严格大于某值的元素(lower_bound()与upper_bound()函数)

括号内填入元素

lower_bound()返回第一个大于等于val的迭代器

upper_bound()返回第一个严格大于val的迭代器

注意：这里很容易弄混，请记牢

	set<int> P{1, 2, 3, 4, 5};
	cout << *P.lower_bound(2) << endl;
	cout << *P.upper_bound(2) << endl;
//	输出分别为 2 3

④兼得lower_bound与upper_bound的函数equal_range()

另外一种函数叫做equal_range()可以返回一个pair，pair的第一个为lower_bound()迭代器，第二个则为upper_bound()的迭代器

例子如下：

	set<int> P{1, 2, 3, 4, 5};
	auto it = P.equal_range(2);
	cout << *it.first << " " << *it.second << endl;
//	输出分别为 2 3

这里图省事用了auto

第一个返回的是lower_bound()，第二个返回的是upper_bound()

访问这个pair中的元素注意是迭代器，访问迭代器内容还要用指针的“ * ”

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7.其他函数(empty()和size())

P.empty()  返回是否为空，是则为1，不是则为0
P.size()   返回集合的大小（几个元素

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总结与后文

花了两个晚上去写这个小总结，参考了许多文档，感谢这些前辈。

果然总结是有许多好处的，对于set原来一知半解的我在写完博客后完全透析了，果然输出才是最好的学习方法。

关于set的暂时就告一段落了，其实还有类似emplace_hint（）的函数，但在这里不加介绍，另外实际上还有 mulset 这一STL容器，可以看看在未来进行文章再总结用法。

感谢你看到这里，希望这篇文章对你的学习工作有所帮助，如果有任何意见，麻烦写到评论区，我会好好采纳并修改。

参考资料：

详解c++---set的介绍_c++ set_叶超凡的博客-CSDN博客

深入浅出C++ ——set类深度剖析_c++ set_程序员Jared的博客-CSDN博客

建议收藏！C++ set用法大全-腾讯云开发者社区-腾讯云

C++中的Set的用法整理_c++ set_菜到极致就是渣的博客-CSDN博客