【C++ STL學習之五】容器set和multiset
一、set和multiset基礎
set和multiset會根據特定的排序準則，自動將元素進行排序。不同的是後者允許元素重複而前者不允許。
需要包含標頭檔案：
#include <set>
set和multiset都是定義在std空間裡的類模板：
template<class _Kty,
class _Pr = less<_Kty>,
class _Alloc = allocator<_Kty> >
class settemplate<class _Kty, class _Pr = less<_Kty>, class _Alloc = allocator<_Kty> > class multiset
只要是可復賦值、可拷貝、可以根據某個排序準則進行比較的型別都可以成為它們的元素。第二個引數用來定義排序準則。預設準則less是一個仿函式，以operator<對元素進行比較。
所謂排序準則，必須定義strict weak ordering，其意義如下：
1、必須使反對稱的。
對operator<而言，如果x<y為真，則y<x為假。
2、必須使可傳遞的。
對operator<而言，如果x<y為真，且y<z為真，則x<z為真。
3、必須是非自反的。
對operator<而言，x<x永遠為假。
因為上面的這些特性，排序準則可以用於相等性檢驗，就是說，如果兩個元素都不小於對方，則它們相等。
二、set和multiset的功能
和所有關聯式容器類似，通常使用平衡二叉樹完成。事實上，set和multiset通常以紅黑樹實作而成。
自動排序的優點是使得搜尋元素時具有良好的效能，具有對數時間複雜度。但是造成的一個缺點就是：
不能直接改變元素值。因為這樣會打亂原有的順序。
改變元素值的方法是：先刪除舊元素，再插入新元素。
存取元素只能通過迭代器，從迭代器的角度看，元素值是常數。
三、操作函式
建構函式和解構函式
set的形式可以是：
有兩種方式可以定義排序準則：
1、以template引數定義：
set<int,greater<int>> col1;程式例項：
#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;
}2、以建構函式引數定義。
這種情況下，同一個型別可以運用不同的排序準則，而排序準則的初始值或狀態也可以不同。如果執行期才獲得排序準則，而且需要用到不同的排序準則，這種方式可以派上用場。
程式例項：
#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);
}
雖然set1和set2的而比較準則本身不同，但是型別相同，所以可以進行賦值操作。
非變動性操作
注意：元素比較操作只能用於型別相同的容器。
特殊的搜尋函式
賦值
賦值操作兩端的容器必須具有相同的型別，但是比較準則本身可以不同，但是其型別必須相同。如果比較準則的不同，準則本身也會被賦值或交換。
迭代器相關函式
元素的插入和刪除
注意：插入函式的返回值不完全相同。
set提供的插入函式：
pair<iterator,bool> insert(const value_type& elem);
iterator insert(iterator pos_hint, const value_type& elem); iterator insert(const value_type& elem);
iterator insert(iterator pos_hint, const value_type& elem);第一個元素返回新元素的位置，或返回現存的同值元素的位置。第二個元素表示插入是否成功。
set的第二個insert函式，如果插入失敗，就只返回重複元素的位置！
但是，所有擁有位置提示引數的插入函式的返回值型別是相同的。這樣就確保了至少有了一個通用型的插入函式，在各種容器中有共通介面。
注意：還有一個返回值不同的情況是：作用於序列式容器和關聯式容器的erase()函式：
序列式容器的erase()函式：
iterator erase(iterator pos);
iterator erase(iterator beg, iterator end); void erase(iterator pos);
void erase(iterator beg, iterator end); 五、set應用示例：
#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;
}上述程式最後新產生一個set：s2，預設排序準則是less。以s1的元素作為初值。
注意：s1和s2有不同的排序準則，所以他們的型別不同，不能直接進行相互賦值或比較。
執行結果：
