C++中 set（集合容器）的用法

set集合容器：

　　实现了红黑树（Red-Black Tree）的平衡二叉检索树的数据结构，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有字数的高度相等，

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>”。

c++ stl集合(Set)：

　　是一种包含已排序对象的关联容器。set/multiset会根据待定的排序准则，

　　自动将元素排序。两者不同在于前者不允许元素重复，而后者允许。

　　1) 不能直接改变元素值，因为那样会打乱原本正确的顺序，要改变元素值必须先删除旧元素，则插入新元素

　　2) 不提供直接存取元素的任何操作函数，只能通过迭代器进行间接存取，而且从迭代器角度来看，元素值是常数

　　3) 元素比较动作只能用于型别相同的容器(即元素和排序准则必须相同)

set的各成员函数列表如下:

begin()--返回指向第一个元素的迭代器

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

end()--返回指向最后一个元素的迭代器

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

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。

 #include<iostream>
 #include<set>
 using namespace std;
 int main()
 {
     set<int> s;
     return ;
 } 

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。

 #include<iostream>
 #include<set>
 using namespace std;
 int main()
 {
     set<int> s;
     s.insert(); //第一次插入5，可以插入
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert(); //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 ;
 }
 //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。

 #include<iostream>
 #include<set>
 using namespace std;
 int main()
 {
     set<int> s;
     s.insert(); //第一次插入5，可以插入
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert(); //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 ;
 }
 //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。

 #include<iostream>
 #include<set>
 using namespace std;
 int main()
 {
     set<int> s;
     s.insert(); //第一次插入5，可以插入
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert(); //第二次插入5，重复元素，不会插入
     s.erase(); //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 = ; i < ; i++)
         it = s.erase(it);
     for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
         cout << *it << " ";
     cout << endl;  

     s.clear();
     cout << s.size() << endl;  

     return ;
 }
 /*
 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()。

 #include<iostream>
 #include<set>
 using namespace std;
 int main()
 {
     set<int> s;
     s.insert(); //第一次插入5，可以插入
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert(); //第二次插入5，重复元素，不会插入
     set<int>::iterator it;
     it = s.find(); //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();
     if(it != s.end())
         cout << *it << endl;
     else
         cout << "not find it" << endl;
     return ;
 }
 /*
 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：

 #include <cstdio>
 #include <set>
 using namespace std;
 int main() {
     set <int> s;
     int a;
     for(int i = ; i < ; i++)
         s.insert(i);
     for(int i = ; i < ; i++) {
         scanf("%d", &a);
         if(!s.count(a)) //不存在
             printf("does not exist\n");
         else
             printf("exist\n");
     }
     return ;
 }  

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。

 #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(); //第一次插入5，可以插入
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert();
     s.insert(); //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 ;
 }
 /*
 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。

 #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 = ;
     s.insert(info);
     info.name = "Tom";
     info.score = ;
     s.insert(info);
     info.name = "Steaven";
     info.score = ;
     s.insert(info);  

     set<Info>::iterator it;
     for(it = s.begin(); it != s.end(); it++)
         cout << (*it).name << " : " << (*it).score << endl;
     return ;
 }
 /*
 运行结果：
 Tom : 99
 Jack : 80
 Steaven : 60
 */