建议收藏！C++Set用法大全

大家好，我是梁唐。

今天咱们继续来聊聊C++中的set。

上次的文章遗留了一个问题没有回答，有些小伙伴有些疑问。就是为什么说set是关联式的容器，这个关联体现在哪里。

其实很简单，我们说过set的内部使用了红黑树对所有的元素进行了排序。在树结构当中，我们通常使用的都是的形式。其中的key用来排序，value则是我们实际存储的值。只不过set有些特殊，它的value和key是一样的，相当于是的形式，所以它依然是关联式的容器。

今天这篇文章主要来聊聊set的api以及一些特殊的用法。

创建set

首先是set容器的类模板定义。

 
 
 
 

  
  
  
  
template < class T,     // 键 key 和值 value 的类型 
  
  
  
  
           class Compare = less,  // 指定 set 容器内部的排序规则 
  
  
  
  
           class Alloc = allocator  // 指定分配器对象的类型 
  
  
  
  
           > class set; 
 
 
 
 

其中第一个参数表示set当中元素的类型，第二个参数则是set容器内部的排序规则，第三个参数可以忽略，一般用不到。

set有3种构造函数，可以应用在不同的场景当中，我们简单来列举一下。

第一种

 
 
 
 

  
  
  
  
set st; 
 
 
 
 

最常规的一种，没有任何参数，直接创建。

第二种

 
 
 
 

  
  
  
  
set st{"good", "bad", "medium"}; 
 
 
 
 

直接通过花括号枚举我们要传入set的值。

第三种

 
 
 
 

  
  
  
  
set st{"good", "bad", "medium"}; 
  
  
  
  
set st2(st); 
 
 
 
 

拷贝创建，从另外一个set当中拷贝元素。

除了这三种形式的构造函数之外，还可以利用set类模板的第二个参数，传入元素排序规则来影响set中元素的排序，这勉强也算是一种构造方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
set> st{"good", "bad", "medium"}; 
 
 
 
 

我们不传入greater的排序结果是"bad", "good", "medium"，当我们传入了这个参数之后，结果会变成："medium", "good", "bad"。

这是因为我们传入的排序规则重新定义了元素的大小关系。

使用set

创建完了set就需要使用，使用无非增删改查。

我们先来说说增，往set里添加元素的函数有好几个，我们一个一个来说。

insert

insert函数非常简单，就直接调用，往set里插入即可。

 
 
 
 

  
  
  
  
st.insert("hhh"); 
 
 
 
 

但insert还可以批量插入多个元素：

 
 
 
 

  
  
  
  
st.insert({"hhh", "wow"}); 
 
 
 
 

emplace

emplace函数的功能和insert一样，可以往set当中插入元素。它和insert最大的区别在于emplace传入的参数并不是要插入的元素，而是构造元素需要的参数。

我这么说估计有点难理解，其实很简单，我们来对比一下就知道了。

假设我们有一个set它的类型是结构体P，当中我们重载了它的比较算子，这个先忽略。

 
 
 
 

  
  
  
  
struct P { 
  
  
  
  
 int x, y; 
  
  
  
  
    P(int x, int y) : x(x), y(y){}; 
  
  
  
  
    bool operator<(const P b) const  {   
  
  
  
  
         return this->x < b.x;   
  
  
  
  
    }  
  
  
  
  
}; 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
set
 st; 
 
 
 
 

如果我们要使用insert应该怎么操作呢？

 
 
 
 

  
  
  
  
P p{0, 3}; 
  
  
  
  
st.insert(p); 
 
 
 
 

如果使用emplace函数呢，则是这样：

 
 
 
 

  
  
  
  
st.emplace(1, 23); 
 
 
 
 

因为emplace的内部会替我们去调用结构体P的构造函数，使用1和23这两个参数构造出一个P的实例来存入set当中。

使用emplace可以节省掉创建实例的一步，所以通常工程当中往往大量使用emplace。

emplace函数返回的结果是一个pair，pair的第一个元素是set的迭代器，表示插入的元素的位置，第二个值是一个bool，表示是否插入成功。

emplace_hint

emplace函数的改进版，接受额外的参数表示插入set的位置。它的返回结果也有了一些变化，返回的是一个迭代器。

如果插入成功则返回新添加的元素，否则则指向set容器中和添加元素相同的元素。

使用emplace_hint会影响set中的有序性，一般不建议使用。

erase

说完了插入再说说删除，在set当中删除的方法只有一个就是erase，但是它却有好几种用法。

我们直接来看它的函数签名：

 
 
 
 

  
  
  
  
size_type erase (const value_type& val); 
  
  
  
  
iterator erase (const_iterator position); 
  
  
  
  
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last); 
 
 
 
 

第一种方法我们传入了一个val值，也就是我们要删除的元素。

第二种方法我们传入的是一个迭代器，它会删除迭代器指向的元素。第三种方法类似，只不过我们传入的是两个迭代器，表示一个范围，它会删除这个范围内所有的元素。

第一种方法的返回值是一个整数，表示删除的元素个数。后面两种返回的都是一个迭代器，指向删除元素后面一个位置。

clear

清空set。

find

set中的查询函数，传入我们要查询的value，返回一个迭代器。

 
 
 
 

  
  
  
  
set::iterator it = st.find("good"); 
 
 
 
 

如果成功找到则返回指向该元素的迭代器，否则指向end。

count

同样是查询函数，只不过它返回的不再是迭代器，而是一个整数，表示查询到元素的个数。

 
 
 
 

  
  
  
  
int cnt = st.count("good"); 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
lower_bound 和 upper_bound 
 
 
 
 

lower_bound和upper_bound严格也算是查询函数，只不过它们查询的范围。lower_bound查询的是set当中第一个大于等于val的位置，而upper_bound查询的是set中第一个严格大于val的位置。

 
 
 
 

  
  
  
  
set::iterator it_low = st.lower_bound("i"); 
  
  
  
  
set::iterator it_up = st.upper_bound("i"); 
 
 
 
 

同样这两个函数返回的是一个迭代器。

equal_range

这个函数返回的是一个pair，它的第一个元素是lower_bound的结果，第二个元素是upper_bound的结果。

 
 
 
 

  
  
  
  
pair::iterator, set::iterator> ret = st.equal_range("i"); 
 
 
 
 

总结

到这里，关于set常用的方法基本上就都介绍完了，除此之外还有一些其他细枝末节的方法就不赘述了。比如像是size()，max_size()等等，大家有用到去查询即可。

但是有一个疑问不知道大家有没有发现，就是我们没有介绍到修改的函数。是set不支持修改吗？

关于这个问题的答案并不是老梁故意卖关子，而是它非常复杂，一句两句很难说清楚，老梁将在下一篇文章当中好好探讨一下这个问题。如果大家有修改元素的需求，可以用erase + insert代替。

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