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当然可以！以下是 **C++ STL 中 `set` 的详细介绍和使用方法大全**，包括：
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## 🧱 1. 基本概念
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`std::set` 是一个 **有序集合**，底层实现是 **红黑树（RB-tree）**。
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特点如下：
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* 所有元素 **自动升序排列（默认 `<`）**
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* 所有元素 **唯一**，不能重复
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* 元素类型必须支持 `<` 操作符（可自定义）
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* **查找、插入、删除**操作都是 **O(log n)** 的时间复杂度
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## 📦 2. 头文件
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```cpp
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#include <set>
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```
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## 🧪 3. 声明与初始化
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```cpp
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std::set<int> s1; // 空集合
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std::set<int> s2 = {4, 1, 3}; // 初始化，自动排序去重
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std::set<std::string> s3{"apple", "banana"};
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std::set<int, std::greater<int>> s4; // 降序排列
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```
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## 🧾 4. 常用成员函数汇总
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| 函数 | 作用 |
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| ------------------ | -------------------------------- |
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| `insert(val)` | 插入元素（成功返回 pair\<iterator, true>） |
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| `emplace(val)` | 就地构造元素，性能比 `insert` 更高 |
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| `find(val)` | 返回指向该元素的迭代器，找不到返回 `end()` |
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| `count(val)` | 返回该值的数量（对于 set 只能是 0 或 1） |
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| `erase(val)` | 删除指定元素 |
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| `erase(it)` | 删除指定迭代器处元素 |
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| `clear()` | 清空集合 |
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| `size()` | 元素个数 |
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| `empty()` | 是否为空 |
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| `begin(), end()` | 起始、结束迭代器 |
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| `lower_bound(val)` | 第一个 `>= val` 的位置 |
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| `upper_bound(val)` | 第一个 `> val` 的位置 |
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| `equal_range(val)` | 返回一个 pair，表示 `[lower, upper)` 区间 |
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## 🔨 5. 插入与查找示例
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```cpp
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std::set<int> s;
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s.insert(5);
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s.insert(3);
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s.insert(8);
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s.insert(3); // 自动忽略重复
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// 查找
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if (s.find(3) != s.end()) {
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std::cout << "Found 3\n";
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}
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// 遍历
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for (int x : s)
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std::cout << x << " "; // 输出：3 5 8
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```
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## ⛏ 6. 删除元素
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```cpp
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s.erase(5); // 删除值为5的元素
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auto it = s.find(8);
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if (it != s.end()) s.erase(it); // 用迭代器删除
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```
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## ⏬ 7. 自定义排序规则
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```cpp
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struct MyCmp {
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bool operator()(const int &a, const int &b) const {
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return a > b; // 降序
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}
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};
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std::set<int, MyCmp> s = {1, 5, 3}; // 输出顺序：5 3 1
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```
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## 🌈 8. 自定义结构体作为元素
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### ✅ 正确写法：重载 `<`
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```cpp
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struct Person {
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std::string name;
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int age;
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bool operator<(const Person &other) const {
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return age < other.age; // 按 age 排序
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}
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};
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std::set<Person> people;
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people.insert({"Tom", 25});
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people.insert({"Jerry", 20});
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```
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## 🔄 9. 遍历方式
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```cpp
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// 方法1：范围 for
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for (int x : s) std::cout << x << " ";
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// 方法2：迭代器
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for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
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std::cout << *it << " ";
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```
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## 🧵 10. lower\_bound / upper\_bound 示例
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```cpp
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std::set<int> s = {2, 4, 6, 8};
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auto lb = s.lower_bound(5); // 指向6
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auto ub = s.upper_bound(6); // 指向8
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```
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## 🪄 11. set 和 multiset 区别
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| 容器 | 是否允许重复 | 底层实现 |
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| ---------- | ------- | ---- |
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| `set` | ❌ 不允许重复 | 红黑树 |
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| `multiset` | ✅ 允许重复 | 红黑树 |
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## 📚 12. 常见用法技巧
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### 用 set 去重：
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```cpp
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std::vector<int> v = {1, 2, 2, 3};
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std::set<int> s(v.begin(), v.end()); // 自动去重
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```
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### 用 set 排序：
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```cpp
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std::set<int> s = {5, 1, 3};
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// 自动升序排列：1 3 5
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```
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### 交换两个 set：
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```cpp
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std::set<int> a = {1, 2};
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std::set<int> b = {3, 4};
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a.swap(b);
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```
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## 🧮 13. 高级操作（C++17 起）
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```cpp
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if (auto [it, ok] = s.insert(10); ok) {
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std::cout << "插入成功：" << *it << "\n";
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}
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```
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## 🚨 14. 注意事项
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* `insert` 不会覆盖已有元素，若想更新值，请先 `erase()` 再 `insert()`
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* 遍历时 **不要修改元素值**（因为会破坏红黑树结构）
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* `set` 的 `[]` 操作符不存在（不同于 `map`）
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如需，我还可以为你提供：
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* 📘 set 应用实战代码示例
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* 🧠 使用场景解析（如 top-k、排名、自动去重等）
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* 🧩 `unordered_set` 的比较与选择策略
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是否要我继续讲 `multiset` 和 `unordered_set`？
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<h1>C++ STL set容器完全攻略（超级详细）</h1>
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<div class="pre-next-page clearfix"> </div>
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<div id="arc-body">前面章节讲解了 map 容器和 multimap 容器的用法，类似地，<a href='/cplus/' target='_blank'>C++</a> <a href='/stl/' target='_blank'>STL</a> 标准库中还提供有 set 和 multiset 这 2 个容器，它们也属于关联式容器。不过，本节先讲解 set 容器，后续章节再讲解 multiset 容器。<br />
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<br />
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||
和 map、multimap 容器不同，使用 set 容器存储的各个键值对，要求键 key 和值 value 必须相等。<br />
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<br />
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||
举个例子，如下有 2 组键值对数据：
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<p class="info-box">
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||
{<'a', 1>, <'b', 2>, <'c', 3>}<br />
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||
{<'a', 'a'>, <'b', 'b'>, <'c', 'c'>}</p>
|
||
显然，第一组数据中各键值对的键和值不相等，而第二组中各键值对的键和值对应相等。对于 set 容器来说，只能存储第 2 组键值对，而无法存储第一组键值对。<br />
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||
<br />
|
||
基于 set 容器的这种特性，当使用 set 容器存储键值对时，只需要为其提供各键值对中的 value 值（也就是 key 的值）即可。仍以存储上面第 2 组键值对为例，只需要为 set 容器提供 {'a','b','c'} ，该容器即可成功将它们存储起来。<br />
|
||
<br />
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||
通过前面的学习我们知道，map、multimap 容器都会自行根据键的大小对存储的键值对进行排序，set 容器也会如此，只不过 set 容器中各键值对的键 key 和值 value 是相等的，根据 key 排序，也就等价为根据 value 排序。<br />
|
||
<br />
|
||
另外，使用 set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。更重要的是，从语法上讲 set 容器并没有强制对存储元素的类型做 const 修饰，即 set 容器中存储的元素的值是可以修改的。但是，C++ 标准为了防止用户修改容器中元素的值，对所有可能会实现此操作的行为做了限制，使得在正常情况下，用户是无法做到修改 set 容器中元素的值的。<br />
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<blockquote>
|
||
<p>
|
||
对于初学者来说，切勿尝试直接修改 set 容器中已存储元素的值，这很有可能破坏 set 容器中元素的有序性，最正确的修改 set 容器中元素值的做法是：先删除该元素，然后再添加一个修改后的元素。</p>
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||
</blockquote>
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||
值得一提的是，set 容器定义于<code><set></code>头文件，并位于 std 命名空间中。因此如果想在程序中使用 set 容器，该程序代码应先包含如下语句：
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<pre class="cpp">
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||
#include <set>
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||
using namespace std;</pre>
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||
注意，第二行代码不是必需的，如果不用，则后续程序中在使用 set 容器时，需手动注明 std 命名空间（强烈建议初学者使用）。<br />
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<br />
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set 容器的类模板定义如下：
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<pre class="cpp">
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||
template < class T, // 键 key 和值 value 的类型
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||
class Compare = less<T>, // 指定 set 容器内部的排序规则
|
||
class Alloc = allocator<T> // 指定分配器对象的类型
|
||
> class set;</pre>
|
||
注意，由于 set 容器存储的各个键值对，其键和值完全相同，也就意味着它们的类型相同，因此 set 容器类模板的定义中，仅有第 1 个参数用于设定存储数据的类型。<br />
|
||
<blockquote>
|
||
<p>
|
||
对于 set 类模板中的 3 个参数，后 2 个参数自带默认值，且几乎所有场景中只需使用前 2 个参数，第 3 个参数不会用到。</p>
|
||
</blockquote>
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||
<h2>
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||
创建C++ set容器的几种方法</h2>
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||
常见的创建 set 容器的方法，大致有以下 5 种。<br />
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<br />
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1) 调用默认构造函数，创建空的 set 容器。比如：
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<pre class="cpp">
|
||
std::set<std::string> myset;</pre>
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<blockquote>
|
||
<p>
|
||
如果程序中已经默认指定了 std 命令空间，这里可以省略 std::。</p>
|
||
</blockquote>
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||
由此就创建好了一个 set 容器，该容器采用默认的<code>std::less<T></code>规则，会对存储的 string 类型元素做升序排序。注意，由于 set 容器支持随时向内部添加新的元素，因此创建空 set 容器的方法是经常使用的。<br />
|
||
<br />
|
||
2) 除此之外，set 类模板还支持在创建 set 容器的同时，对其进行初始化。例如：
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<pre class="cpp">
|
||
std::set<std::string> myset{"http://c.biancheng.net/java/",
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/",
|
||
"http://c.biancheng.net/python/"};</pre>
|
||
由此即创建好了包含 3 个 string 元素的 myset 容器。由于其采用默认的 std::less<T> 规则，因此其内部存储 string 元素的顺序如下所示：
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<p class="info-box">
|
||
"http://c.biancheng.net/java/"<br />
|
||
"http://c.biancheng.net/python/"<br />
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/"</p>
|
||
<br />
|
||
3) set 类模板中还提供了拷贝（复制）构造函数，可以实现在创建新 set 容器的同时，将已有 set 容器中存储的所有元素全部复制到新 set 容器中。<br />
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||
<br />
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例如，在第 2 种方式创建的 myset 容器的基础上，执行如下代码：
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<pre class="cpp">
|
||
std::set<std::string> copyset(myset);
|
||
//等同于
|
||
//std::set<std::string> copyset = myset</pre>
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||
该行代码在创建 copyset 容器的基础上，还会将 myset 容器中存储的所有元素，全部复制给 copyset 容器一份。<br />
|
||
<br />
|
||
另外，C++ 11 标准还为 set 类模板新增了移动构造函数，其功能是实现创建新 set 容器的同时，利用临时的 set 容器为其初始化。比如：
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<pre class="cpp">
|
||
set<string> retSet() {
|
||
std::set<std::string> myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/",
|
||
"http://c.biancheng.net/python/" };
|
||
return myset;
|
||
}
|
||
std::set<std::string> copyset(retSet());
|
||
//或者
|
||
//std::set<std::string> copyset = retSet();</pre>
|
||
<p>
|
||
注意，由于 retSet() 函数的返回值是一个临时 set 容器，因此在初始化 copyset 容器时，其内部调用的是 set 类模板中的移动构造函数，而非拷贝构造函数。</p>
|
||
<blockquote>
|
||
<p>
|
||
显然，无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数，都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。</p>
|
||
</blockquote>
|
||
<br />
|
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4) 在第 3 种方式的基础上，set 类模板还支持取已有 set 容器中的部分元素，来初始化新 set 容器。例如：
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||
<pre class="cpp">
|
||
std::set<std::string> myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/",
|
||
"http://c.biancheng.net/python/" };
|
||
std::set<std::string> copyset(++myset.begin(), myset.end());</pre>
|
||
由此初始化的 copyset 容器，其内部仅存有如下 2 个 string 字符串：
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||
<p class="info-box">
|
||
"http://c.biancheng.net/python/"<br />
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/"</p>
|
||
<br />
|
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5) 以上几种方式创建的 set 容器，都采用了默认的<code>std::less<T></code>规则。其实，借助 set 类模板定义中第 2 个参数，我们完全可以手动修改 set 容器中的排序规则。比如：
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||
<pre class="cpp">
|
||
std::set<std::string,std::greater<string> > myset{
|
||
"http://c.biancheng.net/java/",
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/",
|
||
"http://c.biancheng.net/python/"};</pre>
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||
通过选用 std::greater<string> 降序规则，myset 容器中元素的存储顺序为:
|
||
<p class="info-box">
|
||
"http://c.biancheng.net/stl/"<br />
|
||
"http://c.biancheng.net/python/"<br />
|
||
"http://c.biancheng.net/java/"</p>
|
||
<h2>
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||
C++ STL set容器包含的成员方法</h2>
|
||
表 1 列出了 set 容器提供的常用成员方法以及各自的功能。<br />
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<br />
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<table>
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<caption>
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||
表 1 C++ set 容器常用成员方法</caption>
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||
<tbody>
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||
<tr>
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||
<th>
|
||
成员方法</th>
|
||
<th>
|
||
功能</th>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
begin()</td>
|
||
<td>
|
||
返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
end()</td>
|
||
<td>
|
||
返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
rbegin()</td>
|
||
<td>
|
||
返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
rend()</td>
|
||
<td>
|
||
返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
cbegin()</td>
|
||
<td>
|
||
和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
cend()</td>
|
||
<td>
|
||
和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
crbegin()</td>
|
||
<td>
|
||
和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
crend()</td>
|
||
<td>
|
||
和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
find(val)</td>
|
||
<td>
|
||
在 set 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
lower_bound(val)</td>
|
||
<td>
|
||
返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
upper_bound(val)</td>
|
||
<td>
|
||
返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
equal_range(val)</td>
|
||
<td>
|
||
该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的值为 val 的元素（set 容器中各个元素是唯一的，因此该范围最多包含一个元素）。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
empty()</td>
|
||
<td>
|
||
若容器为空，则返回 true；否则 false。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
size()</td>
|
||
<td>
|
||
返回当前 set 容器中存有元素的个数。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
max_size()</td>
|
||
<td>
|
||
返回 set 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
insert()</td>
|
||
<td>
|
||
向 set 容器中插入元素。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
erase()</td>
|
||
<td>
|
||
删除 set 容器中存储的元素。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
swap()</td>
|
||
<td>
|
||
交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
clear()</td>
|
||
<td>
|
||
清空 set 容器中所有的元素，即令 set 容器的 size() 为 0。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
emplace()</td>
|
||
<td>
|
||
在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
emplace_hint()</td>
|
||
<td>
|
||
在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>
|
||
count(val)</td>
|
||
<td>
|
||
在当前 set 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。注意，由于 set 容器中各元素的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。</td>
|
||
</tr>
|
||
</tbody>
|
||
</table>
|
||
<br />
|
||
下面程序演示了表 1 中部分成员函数的用法：
|
||
<pre class="cpp">
|
||
#include <iostream>
|
||
#include <set>
|
||
#include <string>
|
||
using namespace std;
|
||
|
||
int main()
|
||
{
|
||
//创建空set容器
|
||
std::set<std::string> myset;
|
||
//空set容器不存储任何元素
|
||
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
|
||
//向myset容器中插入新元素
|
||
myset.insert("http://c.biancheng.net/java/");
|
||
myset.insert("http://c.biancheng.net/stl/");
|
||
myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
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cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
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//利用双向迭代器，遍历myset
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<a href='/view/1811.html' target='_blank'>for</a> (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
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cout << *iter << endl;
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}
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return 0;
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}</pre>
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程序执行结果为：
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<p class="info-box">
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1、myset size = 0<br />
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2、myset size = 3<br />
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http://c.biancheng.net/java/<br />
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http://c.biancheng.net/python/<br />
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http://c.biancheng.net/stl/</p>
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<p>
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有关表 1 中其它成员方法的用法，后续章节会做详细讲解。</p>
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</blockquote>
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</div> |