STL之set集合容器
2015-09-11 15:10
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set集合容器实现了红黑树(Red-Black Tree)的平衡二叉检索树的的数据结构,在插入元素时,它会自动调整二叉树的排列,把该元素放到适当的位置,以确保每个子树根节点的键值大于左子树所有节点的键值,而小于右子树所有节点的键值;另外,还得确保根节点的左子树的高度与右子树的高度相等,这样,二叉树的高度最小,从而检索速度最快。要注意的是,它不会重复插入相同键值的元素,而采取忽略处理。
平衡二叉检索树的检索使用中序遍历算法,检索效率高于vector、deque、和list的容器。另外,采用中序遍历算法可将键值由小到大遍历出来,所以,可以理解为平衡二叉检索树在插入元素时,就会自动将元素按键值从小到大的顺序排列。
构造set集合的主要目的是为了快速检索,使用set前,需要在程序头文件中包含声明“#include<set>”。
1.创建set集合对象
创建set对象时,需要指定元素的类型,这一点和其他容器一样。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
return 0;
}
2.元素的插入与中序遍历
采用inset()方法把元素插入到集合中,插入规则在默认的比较规则下,是按元素值从小到大插入,如果自己指定了比较规则函数,则按自定义比较规则函数插入。使用前向迭代器对集合中序遍历,结果正好是元素排序后的结果。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::iterator it; //定义前向迭代器
//中序遍历集合中的所有元素
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
//运行结果:1 3 5 6
3.元素的方向遍历
使用反向迭代器reverse_iterator可以反向遍历集合,输出的结果正好是集合元素的反向排序结果。它需要用到rbegin()和rend()两个方法,它们分别给出了反向遍历的开始位置和结束位置。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
//反向遍历集合中的所有元素
for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
{
cout << *rit << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
//运行结果:6 5 3 1
4.元素的删除
与插入元素的处理一样,集合具有高效的删除处理功能,并自动重新调整内部的红黑树的平衡。删除的对象可以是某个迭代器位置上的元素、等于某键值的元素、一个区间上的元素和清空集合。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
s.erase(6); //删除键值为6的元素
set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
//反向遍历集合中的所有元素
for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
{
cout << *rit << " ";
}
cout << endl;
set<int>::iterator it;
it = s.begin();
for(int i = 0; i < 2; i++)
it = s.erase(it);
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << *it << " ";
cout << endl;
s.clear();
cout << s.size() << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
5 3 1
5
0
*/
5.元素的检索
使用find()方法对集合进行检索,如果找到查找的的键值,则返回该键值的迭代器位置;否则,返回集合最后一个元素后面的一个位置,即end()。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::iterator it;
it = s.find(6); //查找键值为6的元素
if(it != s.end())
cout << *it << endl;
else
cout << "not find it" << endl;
it = s.find(20);
if(it != s.end())
cout << *it << endl;
else
cout << "not find it" << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
6
not find it
*/
下面这种方法也能判断一个数是否在集合中:
[cpp] view
plaincopy
#include <cstdio>
#include <set>
using namespace std;
int main() {
set <int> s;
int a;
for(int i = 0; i < 10; i++)
s.insert(i);
for(int i = 0; i < 5; i++) {
scanf("%d", &a);
if(!s.count(a)) //不存在
printf("does not exist\n");
else
printf("exist\n");
}
return 0;
}
6.自定义比较函数
使用insert将元素插入到集合中去的时候,集合会根据设定的比较函数奖该元素放到该放的节点上去。在定义集合的时候,如果没有指定比较函数,那么采用默认的比较函数,即按键值从小到大的顺序插入元素。但在很多情况下,需要自己编写比较函数。
编写比较函数有两种方法。
(1)如果元素不是结构体,那么可以编写比较函数。下面的程序比较规则为按键值从大到小的顺序插入到集合中。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
struct mycomp
{ //自定义比较函数,重载“()”操作符
bool operator() (const int &a, const int &b)
{
if(a != b)
return a > b;
else
return a > b;
}
};
int main()
{
set<int, mycomp> s; //采用比较函数mycomp
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int,mycomp>::iterator it;
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << *it << " ";
cout << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:6 5 3 1
*/
(2)如果元素是结构体,那么可以直接把比较函数写在结构体内。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
#include<string>
using namespace std;
struct Info
{
string name;
double score;
bool operator < (const Info &a) const // 重载“<”操作符,自定义排序规则
{
//按score由大到小排序。如果要由小到大排序,使用“>”即可。
return a.score < score;
}
};
int main()
{
set<Info> s;
Info info;
//插入三个元素
info.name = "Jack";
info.score = 80;
s.insert(info);
info.name = "Tom";
info.score = 99;
s.insert(info);
info.name = "Steaven";
info.score = 60;
s.insert(info);
set<Info>::iterator it;
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << (*it).name << " : " << (*it).score << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
Tom : 99
Jack : 80
Steaven : 60
*/
平衡二叉检索树的检索使用中序遍历算法,检索效率高于vector、deque、和list的容器。另外,采用中序遍历算法可将键值由小到大遍历出来,所以,可以理解为平衡二叉检索树在插入元素时,就会自动将元素按键值从小到大的顺序排列。
构造set集合的主要目的是为了快速检索,使用set前,需要在程序头文件中包含声明“#include<set>”。
1.创建set集合对象
创建set对象时,需要指定元素的类型,这一点和其他容器一样。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
return 0;
}
2.元素的插入与中序遍历
采用inset()方法把元素插入到集合中,插入规则在默认的比较规则下,是按元素值从小到大插入,如果自己指定了比较规则函数,则按自定义比较规则函数插入。使用前向迭代器对集合中序遍历,结果正好是元素排序后的结果。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::iterator it; //定义前向迭代器
//中序遍历集合中的所有元素
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
//运行结果:1 3 5 6
3.元素的方向遍历
使用反向迭代器reverse_iterator可以反向遍历集合,输出的结果正好是集合元素的反向排序结果。它需要用到rbegin()和rend()两个方法,它们分别给出了反向遍历的开始位置和结束位置。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
//反向遍历集合中的所有元素
for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
{
cout << *rit << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
//运行结果:6 5 3 1
4.元素的删除
与插入元素的处理一样,集合具有高效的删除处理功能,并自动重新调整内部的红黑树的平衡。删除的对象可以是某个迭代器位置上的元素、等于某键值的元素、一个区间上的元素和清空集合。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
s.erase(6); //删除键值为6的元素
set<int>::reverse_iterator rit; //定义反向迭代器
//反向遍历集合中的所有元素
for(rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
{
cout << *rit << " ";
}
cout << endl;
set<int>::iterator it;
it = s.begin();
for(int i = 0; i < 2; i++)
it = s.erase(it);
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << *it << " ";
cout << endl;
s.clear();
cout << s.size() << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
5 3 1
5
0
*/
5.元素的检索
使用find()方法对集合进行检索,如果找到查找的的键值,则返回该键值的迭代器位置;否则,返回集合最后一个元素后面的一个位置,即end()。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{
set<int> s;
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int>::iterator it;
it = s.find(6); //查找键值为6的元素
if(it != s.end())
cout << *it << endl;
else
cout << "not find it" << endl;
it = s.find(20);
if(it != s.end())
cout << *it << endl;
else
cout << "not find it" << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
6
not find it
*/
下面这种方法也能判断一个数是否在集合中:
[cpp] view
plaincopy
#include <cstdio>
#include <set>
using namespace std;
int main() {
set <int> s;
int a;
for(int i = 0; i < 10; i++)
s.insert(i);
for(int i = 0; i < 5; i++) {
scanf("%d", &a);
if(!s.count(a)) //不存在
printf("does not exist\n");
else
printf("exist\n");
}
return 0;
}
6.自定义比较函数
使用insert将元素插入到集合中去的时候,集合会根据设定的比较函数奖该元素放到该放的节点上去。在定义集合的时候,如果没有指定比较函数,那么采用默认的比较函数,即按键值从小到大的顺序插入元素。但在很多情况下,需要自己编写比较函数。
编写比较函数有两种方法。
(1)如果元素不是结构体,那么可以编写比较函数。下面的程序比较规则为按键值从大到小的顺序插入到集合中。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
struct mycomp
{ //自定义比较函数,重载“()”操作符
bool operator() (const int &a, const int &b)
{
if(a != b)
return a > b;
else
return a > b;
}
};
int main()
{
set<int, mycomp> s; //采用比较函数mycomp
s.insert(5); //第一次插入5,可以插入
s.insert(1);
s.insert(6);
s.insert(3);
s.insert(5); //第二次插入5,重复元素,不会插入
set<int,mycomp>::iterator it;
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << *it << " ";
cout << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:6 5 3 1
*/
(2)如果元素是结构体,那么可以直接把比较函数写在结构体内。
[cpp] view
plaincopy
#include<iostream>
#include<set>
#include<string>
using namespace std;
struct Info
{
string name;
double score;
bool operator < (const Info &a) const // 重载“<”操作符,自定义排序规则
{
//按score由大到小排序。如果要由小到大排序,使用“>”即可。
return a.score < score;
}
};
int main()
{
set<Info> s;
Info info;
//插入三个元素
info.name = "Jack";
info.score = 80;
s.insert(info);
info.name = "Tom";
info.score = 99;
s.insert(info);
info.name = "Steaven";
info.score = 60;
s.insert(info);
set<Info>::iterator it;
for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
cout << (*it).name << " : " << (*it).score << endl;
return 0;
}
/*
运行结果:
Tom : 99
Jack : 80
Steaven : 60
*/
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