容器set和multiset

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容器set和multiset

长征4号 2017-09-10 09:47:00 浏览665
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一、set和multiset基础

set和multiset会根据特定的排序准则,自动将元素进行排序。不同的是后者允许元素重复而前者不允许。

需要包含头文件:

#include <set>

set和multiset都是定义在std空间里的类模板:

 

  1. template<class _Kty,  
  2.     class _Pr = less<_Kty>,  
  3.     class _Alloc = allocator<_Kty> >  
  4. class set  
template<class _Kty,
    class _Pr = less<_Kty>,
    class _Alloc = allocator<_Kty> >
class set
  1. template<class _Kty,  
  2.     class _Pr = less<_Kty>,  
  3.     class _Alloc = allocator<_Kty> >  
  4. class multiset  
template<class _Kty,
	class _Pr = less<_Kty>,
	class _Alloc = allocator<_Kty> >
class multiset

只要是可复赋值、可拷贝、可以根据某个排序准则进行比较的型别都可以成为它们的元素。第二个参数用来定义排序准则。缺省准则less是一个仿函数,以operator<对元素进行比较。

 

所谓排序准则,必须定义strict weak ordering,其意义如下:

1、必须使反对称的。

对operator<而言,如果x<y为真,则y<x为假。

2、必须使可传递的。

对operator<而言,如果x<y为真,且y<z为真,则x<z为真。

3、必须是非自反的。

对operator<而言,x<x永远为假。

因为上面的这些特性,排序准则可以用于相等性检验,就是说,如果两个元素都不小于对方,则它们相等。

二、set和multiset的功能

和所有关联式容器类似,通常使用平衡二叉树完成。事实上,set和multiset通常以红黑树实作而成。

自动排序的优点是使得搜寻元素时具有良好的性能,具有对数时间复杂度。但是造成的一个缺点就是:

不能直接改变元素值。因为这样会打乱原有的顺序。

改变元素值的方法是:先删除旧元素,再插入新元素。

存取元素只能通过迭代器,从迭代器的角度看,元素值是常数。

 

三、操作函数

构造函数和析构函数

set的形式可以是:

有两种方式可以定义排序准则:

1、以template参数定义:

 

  1. set<int,greater<int>> col1;  
set<int,greater<int>> col1;
此时,排序准则就是型别的一部分。型别系统确保只有排序准则相同的容器才能被合并。

 

程序实例:

 

  1. #include <iostream>   
  2. #include <set>   
  3. using namespace std;  
  4.   
  5. int main()  
  6. {  
  7.     set<int> s1;  
  8.     set<int,greater<int> > s2;  
  9.   
  10.     for (int i = 1;i < 6;++i)  
  11.     {  
  12.         s1.insert(i);  
  13.         s2.insert(i);  
  14.     }  
  15.     if(s1 == s2)  
  16.         cout << "c1 equals c2 !" << endl;  
  17.     else  
  18.         cout << "c1 not equals c2 !" << endl;  
  19. }  
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	set<int> s1;
	set<int,greater<int> > s2;

	for (int i = 1;i < 6;++i)
	{
		s1.insert(i);
		s2.insert(i);
	}
	if(s1 == s2)
		cout << "c1 equals c2 !" << endl;
	else
		cout << "c1 not equals c2 !" << endl;
}
程序运行会报错。但是如果把s1的排序准则也指定为greater<int>便运行成功。

 

2、以构造函数参数定义。

这种情况下,同一个型别可以运用不同的排序准则,而排序准则的初始值或状态也可以不同。如果执行期才获得排序准则,而且需要用到不同的排序准则,这种方式可以派上用场。

程序实例:

 

  1. #include <iostream>   
  2. #include "print.hpp"   
  3. #include <set>   
  4. using namespace std;  
  5.   
  6. template <class T>  
  7. class RuntimeCmp{  
  8. public:  
  9.     enum cmp_mode{normal,reverse};  
  10. private:  
  11.     cmp_mode mode;  
  12. public:  
  13.     RuntimeCmp(cmp_mode m = normal):mode(m){}  
  14.   
  15.     bool operator()(const T &t1,const T &t2)  
  16.     {  
  17.         return mode == normal ? t1 < t2 : t2 < t1;  
  18.     }  
  19.   
  20.     bool operator==(const RuntimeCmp &rc)  
  21.     {  
  22.         return mode == rc.mode;  
  23.     }  
  24. };  
  25.   
  26. typedef set<int,RuntimeCmp<int> > IntSet;  
  27.   
  28. void fill(IntSet& set);  
  29.   
  30. int main()  
  31. {  
  32.     IntSet set1;  
  33.     fill(set1);  
  34.     PRINT_ELEMENTS(set1,"set1:");  
  35.   
  36.     RuntimeCmp<int> reverse_order(RuntimeCmp<int>::reverse);  
  37.   
  38.     IntSet set2(reverse_order);  
  39.     fill(set2);  
  40.     PRINT_ELEMENTS(set2,"set2:");  
  41.   
  42.     set1 = set2;//assignment:OK   
  43.     set1.insert(3);  
  44.     PRINT_ELEMENTS(set1,"set1:");  
  45.   
  46.     if(set1.value_comp() == set2.value_comp())//value_comp <SPAN style="FONT-FAMILY: verdana, arial, helvetica, sans-serif">Returns the comparison object associated with the container</SPAN>   
  47.         cout << "set1 and set2 have the same sorting criterion" << endl;  
  48.     else  
  49.         cout << "set1 and set2 have the different sorting criterion" << endl;  
  50. }  
  51.   
  52. void fill(IntSet &set)  
  53. {  
  54.     set.insert(4);  
  55.     set.insert(7);  
  56.     set.insert(5);  
  57.     set.insert(1);  
  58.     set.insert(6);  
  59.     set.insert(2);  
  60.     set.insert(5);  
  61. }  
#include <iostream>
#include "print.hpp"
#include <set>
using namespace std;

template <class T>
class RuntimeCmp{
public:
	enum cmp_mode{normal,reverse};
private:
	cmp_mode mode;
public:
	RuntimeCmp(cmp_mode m = normal):mode(m){}

	bool operator()(const T &t1,const T &t2)
	{
		return mode == normal ? t1 < t2 : t2 < t1;
	}

	bool operator==(const RuntimeCmp &rc)
	{
		return mode == rc.mode;
	}
};

typedef set<int,RuntimeCmp<int> > IntSet;

void fill(IntSet& set);

int main()
{
	IntSet set1;
	fill(set1);
	PRINT_ELEMENTS(set1,"set1:");

	RuntimeCmp<int> reverse_order(RuntimeCmp<int>::reverse);

	IntSet set2(reverse_order);
	fill(set2);
	PRINT_ELEMENTS(set2,"set2:");

	set1 = set2;//assignment:OK
	set1.insert(3);
	PRINT_ELEMENTS(set1,"set1:");

	if(set1.value_comp() == set2.value_comp())//value_comp Returns the comparison object associated with the container
		cout << "set1 and set2 have the same sorting criterion" << endl;
	else
		cout << "set1 and set2 have the different sorting criterion" << endl;
}

void fill(IntSet &set)
{
	set.insert(4);
	set.insert(7);
	set.insert(5);
	set.insert(1);
	set.insert(6);
	set.insert(2);
	set.insert(5);
}
运行结果:

 

 


虽然set1和set2的而比较准则本身不同,但是型别相同,所以可以进行赋值操作。

 

 

非变动性操作

注意:元素比较操作只能用于型别相同的容器。

特殊的搜寻函数

赋值

赋值操作两端的容器必须具有相同的型别,但是比较准则本身可以不同,但是其型别必须相同。如果比较准则的不同,准则本身也会被赋值或交换。

迭代器相关函数

元素的插入和删除

注意:插入函数的返回值不完全相同。

set提供的插入函数:

 

  1. pair<iterator,bool> insert(const value_type& elem);   
  2. iterator  insert(iterator pos_hint, const value_type& elem);   
pair<iterator,bool> insert(const value_type& elem); 
iterator  insert(iterator pos_hint, const value_type& elem); 
multiset提供的插入函数:

 

 

  1. iterator  insert(const value_type& elem);   
  2. iterator  insert(iterator pos_hint, const value_type& elem);  
iterator  insert(const value_type& elem); 
iterator  insert(iterator pos_hint, const value_type& elem);
返回值型别不同的原因是set不允许元素重复,而multiset允许。当插入的元素在set中已经包含有同样值的元素时,插入就会失败。所以set的返回值型别是由pair组织起来的两个值:

 

第一个元素返回新元素的位置,或返回现存的同值元素的位置。第二个元素表示插入是否成功。

set的第二个insert函数,如果插入失败,就只返回重复元素的位置!

但是,所有拥有位置提示参数的插入函数的返回值型别是相同的。这样就确保了至少有了一个通用型的插入函数,在各种容器中有共通接口。

 

注意:还有一个返回值不同的情况是:作用于序列式容器和关联式容器的erase()函数:

序列式容器的erase()函数:

 

  1. iterator erase(iterator pos);   
  2. iterator erase(iterator beg, iterator end);  
 iterator erase(iterator pos); 
 iterator erase(iterator beg, iterator end);
关联式容器的erase()函数:

 

 

  1. void     erase(iterator pos);   
  2. void     erase(iterator beg, iterator end);   
 void     erase(iterator pos); 
 void     erase(iterator beg, iterator end); 
这完全是为了性能的考虑。因为关联式容器都是由二叉树实现,搜寻某元素并返回后继元素可能很费时。

五、set应用示例:

 

 

  1. #include <iostream>   
  2. #include <set>   
  3. using namespace std;  
  4.   
  5. int main()  
  6. {  
  7.     typedef set<int,greater<int> > IntSet;  
  8.     IntSet s1;  
  9.   
  10.     s1.insert(4);  
  11.     s1.insert(3);  
  12.     s1.insert(5);  
  13.     s1.insert(1);  
  14.     s1.insert(6);  
  15.     s1.insert(2);  
  16.     s1.insert(5);  
  17.     //the inserted element that has the same value with a element existed is emitted   
  18.   
  19.     copy(s1.begin(),s1.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));  
  20.     cout << endl << endl;  
  21.   
  22.     pair<IntSet::iterator,bool> status = s1.insert(4);  
  23.     if(status.second)  
  24.         cout << "4 is inserted as element "  
  25.         << distance(s1.begin(),status.first) + 1 << endl;  
  26.     else  
  27.         cout << "4 already exists in s1" << endl;  
  28.     copy(s1.begin(),s1.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));  
  29.     cout << endl << endl;  
  30.   
  31.     set<int>  s2(s1.begin(),s1.end());//default sort criterion is less<   
  32.     copy(s2.begin(),s2.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));  
  33.     cout << endl << endl;  
  34. }  
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	typedef set<int,greater<int> > IntSet;
	IntSet s1;

	s1.insert(4);
	s1.insert(3);
	s1.insert(5);
	s1.insert(1);
	s1.insert(6);
	s1.insert(2);
	s1.insert(5);
	//the inserted element that has the same value with a element existed is emitted

	copy(s1.begin(),s1.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout << endl << endl;

	pair<IntSet::iterator,bool> status = s1.insert(4);
	if(status.second)
		cout << "4 is inserted as element "
		<< distance(s1.begin(),status.first) + 1 << endl;
	else
		cout << "4 already exists in s1" << endl;
	copy(s1.begin(),s1.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout << endl << endl;

	set<int>  s2(s1.begin(),s1.end());//default sort criterion is less<
	copy(s2.begin(),s2.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout << endl << endl;
}

上述程序最后新产生一个set:s2,默认排序准则是less。以s1的元素作为初值。

 

注意:s1和s2有不同的排序准则,所以他们的型别不同,不能直接进行相互赋值或比较。

运行结果:

 

来源:http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/7459206





本文转自夏雪冬日博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3314116.html,如需转载请自行联系原作者

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