C++ STL set容器完全攻略(超级详细)
和 map、multimap 容器不同,使用 set 容器存储的各个键值对,要求键 key 和值 value 必须相等。
举个例子,如下有 2 组键值对数据:
{<'a', 1>, <'b', 2>, <'c', 3>}
{<'a', 'a'>, <'b', 'b'>, <'c', 'c'>}
基于 set 容器的这种特性,当使用 set 容器存储键值对时,只需要为其提供各键值对中的 value 值(也就是 key 的值)即可。仍以存储上面第 2 组键值对为例,只需要为 set 容器提供 {'a','b','c'} ,该容器即可成功将它们存储起来。
通过前面的学习我们知道,map、multimap 容器都会自行根据键的大小对存储的键值对进行排序,set 容器也会如此,只不过 set 容器中各键值对的键 key 和值 value 是相等的,根据 key 排序,也就等价为根据 value 排序。
另外,使用 set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。更重要的是,从语法上讲 set 容器并没有强制对存储元素的类型做 const 修饰,即 set 容器中存储的元素的值是可以修改的。但是,C++ 标准为了防止用户修改容器中元素的值,对所有可能会实现此操作的行为做了限制,使得在正常情况下,用户是无法做到修改 set 容器中元素的值的。
值得一提的是,set 容器定义于对于初学者来说,切勿尝试直接修改 set 容器中已存储元素的值,这很有可能破坏 set 容器中元素的有序性,最正确的修改 set 容器中元素值的做法是:先删除该元素,然后再添加一个修改后的元素。
<set>
头文件,并位于 std 命名空间中。因此如果想在程序中使用 set 容器,该程序代码应先包含如下语句:
#include <set> using namespace std;注意,第二行代码不是必需的,如果不用,则后续程序中在使用 set 容器时,需手动注明 std 命名空间(强烈建议初学者使用)。
set 容器的类模板定义如下:
template < class T, // 键 key 和值 value 的类型 class Compare = less<T>, // 指定 set 容器内部的排序规则 class Alloc = allocator<T> // 指定分配器对象的类型 > class set;注意,由于 set 容器存储的各个键值对,其键和值完全相同,也就意味着它们的类型相同,因此 set 容器类模板的定义中,仅有第 1 个参数用于设定存储数据的类型。
对于 set 类模板中的 3 个参数,后 2 个参数自带默认值,且几乎所有场景中只需使用前 2 个参数,第 3 个参数不会用到。
创建C++ set容器的几种方法
常见的创建 set 容器的方法,大致有以下 5 种。1) 调用默认构造函数,创建空的 set 容器。比如:
std::set<std::string> myset;
由此就创建好了一个 set 容器,该容器采用默认的如果程序中已经默认指定了 std 命令空间,这里可以省略 std::。
std::less<T>
规则,会对存储的 string 类型元素做升序排序。注意,由于 set 容器支持随时向内部添加新的元素,因此创建空 set 容器的方法是经常使用的。2) 除此之外,set 类模板还支持在创建 set 容器的同时,对其进行初始化。例如:
std::set<std::string> myset{"https://www.xinbaoku.com/java/", "https://www.xinbaoku.com/stl/", "https://www.xinbaoku.com/python/"};由此即创建好了包含 3 个 string 元素的 myset 容器。由于其采用默认的 std::less<T> 规则,因此其内部存储 string 元素的顺序如下所示:
"https://www.xinbaoku.com/java/"
"https://www.xinbaoku.com/python/"
"https://www.xinbaoku.com/stl/"
3) set 类模板中还提供了拷贝(复制)构造函数,可以实现在创建新 set 容器的同时,将已有 set 容器中存储的所有元素全部复制到新 set 容器中。
例如,在第 2 种方式创建的 myset 容器的基础上,执行如下代码:
std::set<std::string> copyset(myset); //等同于 //std::set<std::string> copyset = myset该行代码在创建 copyset 容器的基础上,还会将 myset 容器中存储的所有元素,全部复制给 copyset 容器一份。
另外,C++ 11 标准还为 set 类模板新增了移动构造函数,其功能是实现创建新 set 容器的同时,利用临时的 set 容器为其初始化。比如:
set<string> retSet() { std::set<std::string> myset{ "https://www.xinbaoku.com/java/", "https://www.xinbaoku.com/stl/", "https://www.xinbaoku.com/python/" }; return myset; } std::set<std::string> copyset(retSet()); //或者 //std::set<std::string> copyset = retSet();
注意,由于 retSet() 函数的返回值是一个临时 set 容器,因此在初始化 copyset 容器时,其内部调用的是 set 类模板中的移动构造函数,而非拷贝构造函数。
显然,无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数,都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。
4) 在第 3 种方式的基础上,set 类模板还支持取已有 set 容器中的部分元素,来初始化新 set 容器。例如:
std::set<std::string> myset{ "https://www.xinbaoku.com/java/", "https://www.xinbaoku.com/stl/", "https://www.xinbaoku.com/python/" }; std::set<std::string> copyset(++myset.begin(), myset.end());由此初始化的 copyset 容器,其内部仅存有如下 2 个 string 字符串:
"https://www.xinbaoku.com/python/"
"https://www.xinbaoku.com/stl/"
5) 以上几种方式创建的 set 容器,都采用了默认的
std::less<T>
规则。其实,借助 set 类模板定义中第 2 个参数,我们完全可以手动修改 set 容器中的排序规则。比如:
std::set<std::string,std::greater<string> > myset{ "https://www.xinbaoku.com/java/", "https://www.xinbaoku.com/stl/", "https://www.xinbaoku.com/python/"};通过选用 std::greater<string> 降序规则,myset 容器中元素的存储顺序为:
"https://www.xinbaoku.com/stl/"
"https://www.xinbaoku.com/python/"
"https://www.xinbaoku.com/java/"
C++ STL set容器包含的成员方法
表 1 列出了 set 容器提供的常用成员方法以及各自的功能。成员方法 | 功能 |
---|---|
begin() | 返回指向容器中第一个(注意,是已排好序的第一个)元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
end() | 返回指向容器最后一个元素(注意,是已排好序的最后一个)所在位置后一个位置的双向迭代器,通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
rbegin() | 返回指向最后一个(注意,是已排好序的最后一个)元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个(注意,是已排好序的第一个)元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
find(val) | 在 set 容器中查找值为 val 的元素,如果成功找到,则返回指向该元素的双向迭代器;反之,则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外,如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
lower_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
upper_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
equal_range(val) | 该方法返回一个 pair 对象(包含 2 个双向迭代器),其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价,pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说,该方法将返回一个范围,该范围中包含的值为 val 的元素(set 容器中各个元素是唯一的,因此该范围最多包含一个元素)。 |
empty() | 若容器为空,则返回 true;否则 false。 |
size() | 返回当前 set 容器中存有元素的个数。 |
max_size() | 返回 set 容器所能容纳元素的最大个数,不同的操作系统,其返回值亦不相同。 |
insert() | 向 set 容器中插入元素。 |
erase() | 删除 set 容器中存储的元素。 |
swap() | 交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着,操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。 |
clear() | 清空 set 容器中所有的元素,即令 set 容器的 size() 为 0。 |
emplace() | 在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样,但效率更高。 |
emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的,不同之处在于,使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器,并作为该方法的第一个参数。 |
count(val) | 在当前 set 容器中,查找值为 val 的元素的个数,并返回。注意,由于 set 容器中各元素的值是唯一的,因此该函数的返回值最大为 1。 |
下面程序演示了表 1 中部分成员函数的用法:
#include <iostream> #include <set> #include <string> using namespace std; int main() { //创建空set容器 std::set<std::string> myset; //空set容器不存储任何元素 cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl; //向myset容器中插入新元素 myset.insert("https://www.xinbaoku.com/java/"); myset.insert("https://www.xinbaoku.com/stl/"); myset.insert("https://www.xinbaoku.com/python/"); cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl; //利用双向迭代器,遍历myset for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) { cout << *iter << endl; } return 0; }程序执行结果为:
1、myset size = 0
2、myset size = 3
https://www.xinbaoku.com/java/
https://www.xinbaoku.com/python/
https://www.xinbaoku.com/stl/
有关表 1 中其它成员方法的用法,后续章节会做详细讲解。
所有教程
- C语言入门
- C语言编译器
- C语言项目案例
- 数据结构
- C++
- STL
- C++11
- socket
- GCC
- GDB
- Makefile
- OpenCV
- Qt教程
- Unity 3D
- UE4
- 游戏引擎
- Python
- Python并发编程
- TensorFlow
- Django
- NumPy
- Linux
- Shell
- Java教程
- 设计模式
- Java Swing
- Servlet
- JSP教程
- Struts2
- Maven
- Spring
- Spring MVC
- Spring Boot
- Spring Cloud
- Hibernate
- Mybatis
- MySQL教程
- MySQL函数
- NoSQL
- Redis
- MongoDB
- HBase
- Go语言
- C#
- MATLAB
- JavaScript
- Bootstrap
- HTML
- CSS教程
- PHP
- 汇编语言
- TCP/IP
- vi命令
- Android教程
- 区块链
- Docker
- 大数据
- 云计算