set和muliset

set就是数学上的集合——每个元素最多只能出现一次。

【关于set】
set是关联式容器。set作为一个容器也是用来存储同一数据类型的数据类型，并且能从一个数据集合中取出数据，在set中每个元素的值都唯一，而且系统能根据元素的值自动进行排序。应该注意的是set中数元素的值不能直接被改变。C++ STL中标准关联容器set, multiset, map, multimap内部采用的就是一种非常高效的平衡检索二叉树：红黑树，也称为RB树(Red-Black Tree)。RB树的统计性能要好于一般平衡二叉树，所以被STL选择作为了关联容器的内部结构。

【关联型容器概述】

在学习序列式容器时，我们知道，容器中元素的顺序都是由程序决定的，程序可以随意指定新元素的插入位置，而对于关联型容器，它的所有元素都是经过排序的，关联型容器都是有序的。它的每一个元素都有一个键(key),容器中的元素是按照键的取值升序排列的。
关联型容器内部实现为一个二叉树，在二叉树中，每个元素都有一个父节点和两个子节点。左子树的所有元素都比自己小，右子树的所有元素都比自己大。

　 A
　 / \
　 B C
　/ \ / \
D E F G

关联型容器内部结构都是以这种一叉树结构实现，这也使得它可以高效地查找容器中的每一个元素，但却不能实现任意位置的操作。
标准库提供了四种关联型容器: set(集合）、multiset(多重集合)、map(映射)、multimap(多重映射)，其中set与multiset 包含在头文件set中，map与multimap包含在头文件map中。

set与muliset的区别在于是否允许有重复元素，其他用法都很相似，因此将这两种容器放在一起进行讲解，接下来我们就分别讲解集合对象的创建及其常用的操作方法。

【set、muliset中常用的方法】
1、创建对象。

set与muliset中都重载了不同的构造函数，因此可以以不同的方式定义集合，set 集合的定义方式如下所示:
set<T> s; 　　　　　　　　 //创建一个空的set集合，默认升序排列
set<T, op> s; 　　　　　　 //创建一个空的set集合，按op规则排序
set<T> s(begin, end) ; 　　 //创建一个集合，用[begin, end]区间为其初始化
set<T,op> s (begin, end) ; //创建集合，用[begin, end]区间为其初始化并按op规则排序
set<T> s(s1) ;　　　　　　 //创建一个空的set集合，用另一个集合s1初始化

set集合提供了五种重载构造函数，接下来我们分别用这五种方式定义不同的集合，代码
如下所示:
set<char> s1;
set<int, greater<int>()> s2;
set<float> s3(begin, end) ;
set<string,greater<string>()> s4 (begin, end) ;
set<int> s5(s2) ;
注：
geater<T>从大到小
less<T> 从小到大

上述代码分别用不同的方式定义了char、int等类型的集合，其中集合s2与s4中greater<T>则是排序规则，意指从大到小的顺序排列，如果没有排序规则，则默认规则是less<T>，意为从小到大排序，这是STL中定义的函数对象( functor),包含在头文件functional中
与set集合一样，multiet也重载了这五种构造函数，接下来用这五种方式分别定史不同的multiset集合对象，代码如下所示:

multiset <char> ms1 ;
multiset <int, greater<int> ()> ms2;
multiset <float>ms3 (begin, end) ;
multiset <string, greater<string>()> ms4 (begin, end) ;
multiset <int> ms5(s2) ;

上述代码分别用五种不同的方式定义了五个multiset 集合对象，其定义中的参数与set集合一样，这里就不再赘述。

2、集合的大小，元素的查找和统计。

s.size(); 　　 //返回容器中元素的数目
s.max_size(); 　 //返回容器中可容纳的最大元素数量
s.empty(); 　　　　 //判断容器是否为空

上述函数调用中的s指集合容器，如无特殊说明，则s既可以是set容器也可以是multiset容器，即两个容器都提供了这样的函数。

s.find();　　　　　　//查找函数

s.count();　　　　　 //统计个数的函数

find( )函数的功能是返回key元素的位置，返回值是迭代器类型。count( )函数的功能是返回元素elem的个数，对于set集合来说，要么是0要么是1，而对于multiset来说，值可能大于1。

3、获取头尾部元素。

s.begin(); 　　　　//返回容器中收元素的位置
s.end();　　　　　 //返回容器中最后一个元素字后的迭代器

4、插入和删除元素。

s.insert(elem); 　　　　//在容器中插入元素elem
s.insert(pos, elem); 　　 //在pos位置插入元素elem
s.insert(begin, end); 　　 //在容器中插入[begin,end]区间的值

对于set容器来说，第一种形式的insert( )调用的返回值是pair<iterator, bool>对象，其第一个参数iterator 是迭代器，指示元素插入的位置;第二个参数bool类型的值代表元素是否插入成功。

这是因为set容器中不允许存在重复的元素，如果要插入一个容器中已存在的元素，则插入操作会失败，而pair中的bool值就是标识插入是否成功，而multiset不存在这样的情况，因此multiset返回的是-个 iterator。

set与multiset提供的erase( )函数也有几种实现形式，其函数调用形式如下所示:

s.erase (pos) ;　　　　　　//删除pos位置上的元素
s.erase (begin, end) ;　　　　//删除[begin, end) 区间上的元素
s.erase (elem) ;　　　　　　/ /删除元素elem
调用erase()函数可以删除某一个位置上的元素，可以删除指定的元素，也可以删除指定范围的元素。

5、其他

equal_range() 返回一对定位器，分别表示第一个大于或等于给定关键值的元素和第一个大于给定关键值的元素，这个返回值是一个pair类型，如果这一对定位器中哪个返回失败，就会等于end()的值。具体这个有什么用途我还没遇到过~~~
find() ，返回给定值值得定位器，如果没找到则返回end()。
lower_bound(key_value) ，返回第一个大于等于key_value的定位器
upper_bound(key_value)，返回最后一个大于等于key_value的定位器

【示例代码】

 #include <iostream>

 #include <set>

 #include <functional>

 using namespace std;

 int main()

 {

     set<int, greater<int>> s;  //创建一个set容器，元素按降序排列

     multiset<char> ms;  //创建一个multiset容器

     cout << "s能容纳的最大元素数量" << s.max_size() << endl;

     cout << "ms能容纳的最大元素数量" << ms.max_size() << endl;

     //向s中插入元素

     pair<set<int>::iterator, bool> ps;

     ps = s.insert();

     if (ps.second == true)

         cout << "insert success" << endl;

     s.insert();

     s.insert();

     s.insert();

     //向ms中插入元素

     ms.insert('a');

     ms.insert('z');

     ms.insert('T');

     ms.insert('u');

     ms.insert('u');

     //输出两个容器中的元素

     set<int>::iterator its; //创建s容器的迭代器，用于获取元素

     cout << "s容器中元素：";

     for (its = s.begin(); its != s.end(); its++)

         cout << *its << " ";

     cout << endl;

     multiset<char>::iterator itms;  //创建ms容器的迭代器

     cout << "ms容器中元素：";

     for (itms = ms.begin(); itms != ms.end(); itms++)

         cout << *itms << " ";

     cout << endl;

     //查找两个容器中头尾元素

     cout << "s头元素： " << *s.begin() << endl;

     cout << "ms尾元素： " << *(--ms.end()) << endl;

     //查找ms容器中u元素出现的次数

     cout << "ms容器中u元素出现的次数：" << ms.count('u') << endl;

     system("pause");

     return ;

 }

运行结果如下

样例中创建了一个set容器s和一个multiset容器ms，其中容器s中的元素是按降序排列，代码9~ 10行调用max_ size( )函数分别算出两个容器的最大容量，代码12~24行分别调用insert( )函数向两个容器中插入元素，其中ms容器中插入了重复的元素u,代码26~35行分别创建相应的迭代器输出容器中的元素，由图8-14可知，s中的元素按降序排列，ms中的元素按升序排列。代码37~ 38行分别调用begin()与end( )函数输出s的头元素和ms的尾元素，由运行结果可知，两个元素输出成功。代码41行调用count( )函数输出ms容器中u元素的个数，由运行结果可知，ms容器中u元素有两个。

最后我们用一到题来体会set的用处。

【问题描述】输入一个文本，找出所有不同的单词（连续的字母序列），按字典序从小到大输出。单词不区分大小写。

【样例输入】

Adventures in Disneyland

Two blondes were going to Disneyland when they came to a fork in the
road. The sign read: "Disneyland Left."

So they went home.

【样例输出】

a
adventures
blondes
came
disneyland
fork
going
home
in
left
read
road
sign
so
the
they
to
two
went
were
when

【代码如下】

 #include<iostream>

 #include<string>

 #include<set>

 #include<sstream>//stringstream要包含的头文件

 using namespace std;

 set<string> dict;//string 集合

 int main()

 {

     string  s, buf;

     while (cin >> s)

     {

         for (int i = ; i < s.length(); i++)

             if (isalpha(s[i]))//是否是字母

                 s[i] = tolower(s[i]);//变成小写

             else

                 s[i] = ' ';

         stringstream ss(s);

         //stringstream是字符串流。

         //它将流与存储在内存中的string对象绑定起来。

         //在多种数据类型之间实现自动格式化。

         while (ss >> buf)

             dict.insert(buf);//插入元素

     }

     for (set<string>::iterator it = dict.begin(); it != dict.end(); ++it)//循环输出

         cout << *it << "\n";

     system("pause");

     return ;

 }

巴特西

set和muliset

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