set、multiset

set、multiset的簡介

• set是一個集合容器，其中所包含的元素是唯一的，集合中的元素按一定的順序排列。元素插入過程是按排序規則插入，所以不能指定插入位置
• set採用紅黑樹變體的資料結構實現，紅黑樹屬於平衡二叉樹。在插入操作和刪除操作上比vector快
• set不可以直接存取元素。（不可以使用at.(pos)與[]操作符）

multiset與 set的區別

set支援唯一鍵值，每個元素值只能出現一次；而 multiset中同一值可以出現多次。

不可以直接修改set

set/multiset物件的預設構造

set採用模板類實現，set/multiset物件的預設構造形式：set<T> setT; multiset<T> multisetT;
如：

set<int> setInt;            //一個存放int的set容器。
set<float> setFloat;     //一個存放float的set容器。
set<string> setString;     //一個存放string的set容器。
 

multiset<int> mulsetInt;            //一個存放int的multi set容器。
multi set<float> multisetFloat;     //一個存放float的multi set容器。
multi set<string> multisetString;     //一個存放string的multi set容器。
...				    
//尖括號內可以還設定各種指標型別或自定義型別。

set的插入與迭代器

set.insert(elem);     //在容器中插入元素。
set.begin();  //返回容器中第一個資料的迭代器。
 

set.end();  //返回容器中最後一個數據之後的迭代器。
set.rbegin();  //返回容器中倒數第一個元素的迭代器。
set.rend();   //返回容器中倒數最後一個元素的後面的迭代器。

例如：

set<int> setInt;
setInt.insert(3); 
setInt.insert(1);
setInt.insert(5);
setInt.insert(2);

for(set<int>::iterator it=setInt.begin();  it!=setInt.end();  ++it)
{
      int iItem = *it;
      cout << iItem;    //或直接使用cout << *it
}
//這樣子便順序輸出  1 2 3 5。

疑問: 能不能在插入數值時，採用降序排列，而不是升序排列呢。

set<int,less<int> > setIntA; //該容器是按升序方式排列元素
set<int,greater<int>> setIntB; //該容器是按降序方式排列元素

set<int> 相當於 set<int, less<int>>
less<int> 與 greater<int> 中的int可以改成其它型別，該型別主要要跟set容納的資料型別一致。

疑問1：less<> 與 greater<> 是什麼？
疑問2：如果 set<> 不包含int型別，而是包含自定義型別，set容器如何排序？

要解決如上兩個問題，需要了解容器的函式物件，也叫偽函式，英文名叫functor。

functor

函式物件functor的簡介

儘管函式指標被廣泛用於實現函式回撥，但C++還提供了一個重要的實現回撥函式的方法，那就是函式物件。

functor，翻譯成函式物件，偽函式，是過載了“()”操作符的普通類物件。從語法上講，它與普通函式行為類似。

函式物件functor的用法

greater<> 與 less<> 就是函式物件。

下面舉出greater<int>的簡易實現原理。

struct greater
{
	bool operator() (const int& iLeft, const int& iRight)
	{
		   return (iLeft>iRight);          //如果是實現less<int>的話，這邊                                                                                             //是寫return (iLeft<iRight);
	}
}

容器就是呼叫函式物件的operator()方法去比較兩個值的大小。

函式物件functor的用法

題目：學生包含學號，姓名屬性，現要求任意插入幾個學生物件到set容器中，使得容器中的學生按學號的升序排序。

//學生類
class CStudent
{
public:
	CStudent(int iID, string strName)
	{
		m_iID = iID;
		m_strName = strName;
	}
	
	int m_iID;		//學號
	string m_strName; 	//姓名
}
//為保持主題鮮明，本類不寫拷貝建構函式，但大家仍要有考慮拷貝建構函式的習慣。

//函式物件
struct StuFunctor
{
	bool operator()  (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)
	{
		return (stu1.m_iID<stu2.m_iID);
	}
}

//main函式
int main(void)
{
	set<CStudent, StuFunctor> setStu;
	setStu.insert(CStudent(3,"小張"));
	setStu.insert(CStudent(1,"小李"));
	setStu.insert(CStudent(5,"小王"));
	setStu.insert(CStudent(2,"小劉"));
	//此時容器setStu包含了四個學生物件，分別是按姓名順序的“小李”，“小劉”，“小張”，“小王”
	
	return 0;
}

set

set物件的拷貝構造與賦值

set(const set &st);		     //拷貝建構函式
set& operator=(const set &st);	//過載等號操作符
set.swap(st);				//交換兩個集合容器

set的大小

set.size();	//返回容器中元素的數目
set.empty();//判斷容器是否為空

set的刪除

set.clear();		//清除所有元素
set.erase(pos);	//刪除pos迭代器所指的元素，返回下一個元素的迭代器。
set.erase(beg,end);	    //刪除區間[beg,end)的所有元素	，返回下一個元素的迭代器。
set.erase(elem);     //刪除容器中值為elem的元素。

set的查詢

set.find(elem);   //查詢elem元素，返回指向elem元素的迭代器。
set.count(elem);   //返回容器中值為elem的元素個數。對set來說，要麼是0，要麼是1。對multiset來說，值可能大於1。
set.lower_bound(elem);  //返回第一個>=elem元素的迭代器。
set.upper_bound(elem);	   //  返回第一個>elem元素的迭代器。

set.equal_range(elem);		//返回容器中與elem相等的上下限的兩個迭代器。上限是閉區間，下限是開區間，如[beg,end)。

以上函式返回兩個迭代器，而這兩個迭代器被封裝在pair中。

pair

pair的簡介

• pair譯為對組，可以將兩個值視為一個單元。
• pair<T1,T2>存放的兩個值的型別，可以不一樣，如T1為int，T2為float。T1,T2也可以是自定義型別。
• pair.first是pair裡面的第一個值，是T1型別。
• pair.second是pair裡面的第二個值，是T2型別。

pair的使用

例如

set<int> setInt;
...  //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9
pair< set<int>::iterator , set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);
set<int>::iterator itBeg = pairIt.first;
set<int>::iterator itEnd = pairIt.second;
//此時 *itBeg==5  而  *itEnd == 7