《C++进阶之STL》【set/map 使用介绍】

关联容器的核心特征是非线性逻辑结构通常基于树如红黑树或哈希表实现元素间通过键值的有序性或哈希映射建立关联例如二叉搜索树中左子树元素键值始终小于根节点右子树元素键值始终大于根节点形成紧密的逻辑关联结构敏感性交换元素会破坏容器的内部逻辑结构如树的有序性或哈希表的映射关系导致后续操作如查找、插入失效关键字驱动访问元素按关键字Key存储和检索而非位置例如map容器通过键值对(key, value)存储数据查找时直接通过key定位时间复杂度为O(logn)红黑树实现或平均O(1)哈希表实现两类容器的核心差异总结维度序列式容器关联式容器逻辑结构线性序列数组、链表等非线性结构树、哈希表等元素关联仅通过位置的顺序关联通过键值的有序或哈希的映射关联访问依据存储位置索引或迭代器关键字Key典型实现vector、list、dequeset、mapunordered_set、unordered_map------------set------------一、介绍cplusplus网站上关于C的set容器的介绍set - C Reference在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释template class T, // set::key_type/value_type class Compare lessT, // set::key_compare/value_compare class Alloc allocatorT // set::allocator_type class set;关于 C STL 中set容器的模板参数说明元素类型T set 底层存储的关键字类型需保证该类型支持比较操作默认需支持运算符比较器Compare默认lessT用于定义元素间的排序规则。若T不支持默认比较如自定义类或需自定义排序逻辑可通过仿函数重载比较规则代码语言javascriptAI代码解释struct MyComparator { bool operator()(const T a, const T b) const { return a.custom_key b.custom_key; // 自定义比较逻辑 } }; setT, MyComparator mySet; // 使用自定义比较器内存分配器Allocator默认allocatorT负责管理 set 的内存分配与释放。如需优化内存使用如高频插入/删除场景可自定义分配器如内存池代码语言javascriptAI代码解释setT, lessT, MyAllocatorT mySet; // 使用自定义分配器C 标准模板库STL中的set容器相关知识主要可以分为以下一个部分成员函数提供了set 容器的各类操作接口涵盖元素插入、删除、查找、迭代、容量管理等功能。在这里插入图片描述1. set容器的常见构造在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// constructing sets #include iostream #include set //1.定义一个普通函数作为比较函数用于比较两个整数的大小 bool fncomp(int lhs, int rhs) { return lhs rhs; } //2.定义一个函数对象仿函数类用于比较两个整数的大小 struct classcomp { bool operator() (const int lhs, const int rhs) const { return lhs rhs; } }; int main() { /*------------------使用不同的构造函数创建set容器------------------*/ //1.使用“默认构造函数”创建一个空的set元素类型为int std::setint s1; //2.使用“迭代器范围构造函数”创建包含5个元素的set初始化元素来自数组myints int myints[] { 10,20,30,40,50 }; std::setint s2(myints, myints 5); //3.使用“拷贝构造函数”创建set容器thirdthird是second的一个副本 std::setint s3(s2); //4.使用“迭代器构造函数”创建set通过迭代器范围[second.begin(), second.end())初始化 std::setint s4(s2.begin(), s2.end()); //注意这实际上和拷贝构造效果相同 /*------------------使用不同的方式作为set容器的比较器------------------*/ //5.使用“自定义的函数对象”作为比较器 std::setint, classcomp s5; //注意classcomp是一个定义了函数调用运算符的结构体 //6.使用“函数指针”作为比较器 //6.1首先定义一个函数指针指向fncomp函数 bool(*fn_pt)(int, int) fncomp; //6.2然后在模板参数中指定比较器类型并在构造函数中传入函数指针 std::setint, bool(*)(int, int) s6(fn_pt); return 0; }在这里插入图片描述2. 容量的操作std::set::size在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// set::size #include iostream #include set int main() { std::setint myints; std::cout 初始状态下的set大小的size为: myints.size() \n; for (int i 0; i 10; i) myints.insert(i); std::cout 插入10个元素后set大小的size为: myints.size() \n; myints.insert(100); std::cout 插入元素100后set大小的size为: myints.size() \n; myints.erase(5); std::cout 删除5个元素后set大小的size为: myints.size() \n; return 0; }在这里插入图片描述std::set::empty在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// set::empty #include iostream #include set int main() { std::setint myset; myset.insert(20); myset.insert(30); myset.insert(10); std::cout myset容器中的内容为:; while (!myset.empty()) { std::cout *myset.begin(); myset.erase(myset.begin()); } std::cout \n; return 0; }在这里插入图片描述3. 修改的操作std::set::clear在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// set::clear #include iostream #include set int main() { std::setint myset; myset.insert(100); myset.insert(200); myset.insert(300); std::cout 初始状态下myset容器中的内容为:; for (std::setint::iterator it myset.begin(); it ! myset.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; myset.clear(); myset.insert(1101); myset.insert(2202); std::cout 进行清空和插入操作后myset容器中的内容为:; for (std::setint::iterator it myset.begin(); it ! myset.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; return 0; }在这里插入图片描述std::set::swap在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// swap sets #include iostream #include set int main() { int myints[] { 12,75,10,32,20,25 }; std::setint first(myints, myints 3); // 10,12,75 std::setint second(myints 3, myints 6); // 20,25,32 first.swap(second); std::cout 交换后first容器中的内容为:; for (std::setint::iterator it first.begin(); it ! first.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; std::cout 交换后second容器中的内容为:; for (std::setint::iterator it second.begin(); it ! second.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; return 0; }在这里插入图片描述std::set::insert在这里插入图片描述代码语言javascriptAI代码解释// set::insert (C98) #include iostream #include set int main() { //1.创建一个存储int类型的set容器 std::setint myset; //2.定义一个迭代器用于指向set中的元素 std::setint::iterator it; //3.定义一个pair对象用于接收insert函数的返回值 std::pairstd::setint::iterator, bool ret; /* 注意事项 * 1.第一个元素是迭代器指向插入的元素或已存在的元素 * 2.第二个元素是bool值表示插入是否成功 */ /*--------------------插入形式一单个元素的插入--------------------*/ for (int i 1; i 5; i) { myset.insert(i * 10); } //1.尝试插入已存在的元素20元素已存在 ret myset.insert(20); /* 注意事项 * 1.返回的pair中bool值为false表示插入失败 * 2.迭代器指向已存在的元素20 */ //2.如果插入失败将迭代器it指向已存在的元素20 if (ret.second false) it ret.first; std::cout myset容器中的内容为:; for (it myset.begin(); it ! myset.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; /*--------------------插入形式二带提示位置的插入--------------------*/ myset.insert(it, 25); //注意提示位置为it指向元素20实际插入位置由set的有序性决定 myset.insert(it, 24); //元素24会被插入到20之后按升序排列 myset.insert(it, 26); /* 注意事项 * 1.提示位置对插入位置没有帮助26应在25之后 * 2.提示位置仅作为优化建议不影响最终插入位置 */ std::cout myset容器中的内容为:; for (it myset.begin(); it ! myset.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; /*--------------------插入形式三范围插入--------------------*/ int myints[] { 5,10,15 }; myset.insert(myints, myints 3); //注意会插入5, 10, 15三个元素但10已存在不会重复插入 std::cout myset容器中的内容为:; for (it myset.begin(); it ! myset.end(); it) { std::cout *it; } std::cout \n; return 0; }