C++中set怎么创建使用，有哪些特殊的用法

前言：

今天咱们继续来聊聊C++中的set。

上次的文章C++ set到底是什么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key, value> 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key, key> 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。

1、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 = lessT>
    ,  // 指定 set 容器内部的排序规则
           class Alloc = allocatorT>
      // 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。

1.1 方法1

setstring>
     st;
    

最常规的一种，没有任何参数，直接创建。

1.2 方法2

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

直接通过花括号枚举我们要传入set的值。

1.3 方法三

setstring>
 st{
"good", "bad", "medium"}
    ;
    
setstring>
     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：

setstring, greaterstring>
    >
 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。

2、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。

2.1 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"}
    );

2.2 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;
  
    }
 
}
    ;
    

setP>
     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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 clear

清空set。

2.6 find

set中的查询函数，传入我们要查询的value，返回一个迭代器。

setstring>
    ::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。

2.7 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");
    

2.8 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。

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

同样这两个函数返回的是一个迭代器。

2.9 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。

pairsetstring>
    ::iterator, setstring>
    ::iterator>
     ret = st.equal_range("i");
    

3、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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