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c++中的set容器介紹及操作大全

 更新時間:2025年06月24日 11:42:05   作者:進(jìn)擊的編程浪人  
這篇文章主要介紹了c++中的set容器介紹及操作大全,本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友參考下吧

??一、核心特性??

??唯一性與自動排序??
std::set存儲的元素??唯一且默認(rèn)升序排列??(通過std::less實現(xiàn))。插入重復(fù)元素會被自動忽略:

set<int> s = {3, 1, 2, 2}; // 實際存儲 {1, 2, 3}
  • ??底層實現(xiàn)??:紅黑樹(自平衡二叉搜索樹),保證插入、刪除、查找的??時間復(fù)雜度為O(log n)??

??元素不可修改??
元素值即鍵(Key),修改會破壞紅黑樹結(jié)構(gòu)。迭代器類型為const_iterator,禁止寫操作:

auto it = s.find(2);
*it = 4; // 編譯錯誤!元素不可直接修改
  • 修改的正確姿勢??:先刪除舊值,再插入新值
  1. ??無隨機訪問??
    不支持operator[]或下標(biāo)訪問,遍歷??必須依賴迭代器??(雙向迭代器,僅支持++/--

??? ??二、基本操作??

??1. 初始化與賦值??

??方式????示例??
默認(rèn)構(gòu)造set<int> s;
初始化列表set<int> s = {1, 3, 2}; → {1, 2, 3}
迭代器范圍初始化vector<int> v{5,4,3}; set<int> s(v.begin(), v.end());
自定義排序規(guī)則set<int, greater<int>> s;(降序)

4

12

??2. 增刪查操作??

??操作????函數(shù)????示例????返回值??
插入元素insert(value)s.insert(4);pair<iter, bool>(成功時bool=true
刪除元素erase(key) / erase(iter)s.erase(3); 或 s.erase(s.begin());返回被刪元素后的迭代器
查找元素find(key)auto it = s.find(2);找到返回迭代器,否則返回s.end()
統(tǒng)計元素存在性count(key)if (s.count(2)) { ... }01(因元素唯一)

1

9

??3. 遍歷方式??

// 迭代器遍歷
for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}
// 范圍循環(huán)(C++11)
for (int val : s) {
    cout << val << " ";
}

?? ??三、高級操作??

??1. 自定義排序規(guī)則??

通過函數(shù)對象或Lambda實現(xiàn)復(fù)雜排序:

struct CaseInsensitiveCompare {
    bool operator()(const string& a, const string& b) const {
        return tolower(a[0]) < tolower(b[0]); // 首字母不區(qū)分大小寫
    }
};
set<string, CaseInsensitiveCompare> s;

??2. 范圍查詢(lower_bound / upper_bound)??

set<int> s = {10, 20, 30, 40};
auto low = s.lower_bound(20); // 首個 ≥20 的元素 → 20
auto high = s.upper_bound(30); // 首個 >30 的元素 → 40
  • ??應(yīng)用場景??:快速定位有序數(shù)據(jù)中的區(qū)間

??3. 結(jié)構(gòu)體存儲??

需重載operator<

struct Person {
    string name;
    int age;
    bool operator<(const Person& p) const { 
        return age < p.age; // 按年齡升序
    }
};
set<Person> s = {{"Alice", 30}, {"Bob", 25}};

?? ??四、性能對比:set vs vector??

??操作??setvector??適用場景??
??插入/刪除??O(log n)(任意位置)O(n)(非尾部操作)頻繁中間插入/刪除 → ??選set??
??查找??O(log n)(二分查找)O(n)(線性遍歷)高頻查找 → ??選set??
??隨機訪問??? 不支持? O(1)按索引訪問 → ??選vector??
??內(nèi)存占用??較高(樹節(jié)點開銷)較低(連續(xù)內(nèi)存)內(nèi)存敏感 → ??選vector??
??元素順序??自動排序插入順序需有序 → ??選set??

?? ??關(guān)鍵結(jié)論??:

  • ??唯一性+有序性??需求優(yōu)先選set
  • ?隨機訪問+連續(xù)存儲??需求優(yōu)先選vector

?? ??五、典型應(yīng)用場景??

??數(shù)據(jù)去重與排序??
從重復(fù)數(shù)據(jù)中提取唯一有序序列:

vector<int> data = {5, 3, 5, 2, 1};
set<int> unique_sorted(data.begin(), data.end()); // {1, 2, 3, 5}

??高效存在性檢查??
黑名單/白名單快速過濾:

set<string> blacklist = {"user1", "user2"};
if (blacklist.find(input_user) != blacklist.end()) block_user();

??范圍統(tǒng)計與區(qū)間查詢??
成績分級、區(qū)間數(shù)據(jù)分析:

set<int> scores = {60, 75, 85, 90};
auto pass = scores.lower_bound(60); // ≥60的第一個元素

?? ??六、避坑指南??

  • ??迭代器失效問題??

刪除元素時,??僅被刪元素的迭代器失效??,其他迭代器仍有效。

  • ??無法修改元素值??

“修改”需先刪除再插入:

auto it = s.find(old_val);
if (it != s.end()) {
    s.erase(it);
    s.insert(new_val); // 安全修改
}
  • ??自定義類型必須重載operator<??
  • 否則編譯失?。t黑樹需比較規(guī)則)。

?? ??總結(jié)??

  • ??核心優(yōu)勢??:自動去重、有序存儲、O(log n)高效操作;
  • ??核心局限??:無隨機訪問、內(nèi)存開銷較高;
  • ??替代方案??:
    • 需重復(fù)元素 → multiset
    • 需O(1)查找 → unordered_set(哈希表實現(xiàn),無序)。

到此這篇關(guān)于c++中的set容器介紹及操作大全的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++ set容器內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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