08--STL关联容器（set/multiset）

一：set/multiset的简介

set是一个集合容器，其中所包含的元素是唯一的，集合中的元素按一定的顺序排列。元素插入过程是按排序规则插入，所以不能指定插入位置。
set采用红黑树变体的数据结构实现，红黑树属于平衡二叉树。在插入操作和删除操作上比vector快。

set不可以直接存取元素。（不可以使用at.(pos)与[]操作符）。

multiset与set的区别:

set支持唯一键值，每个元素值只能出现一次；而multiset中同一值可以出现多次。

修改值时需注意：

不可以直接修改set或multiset容器中的元素值，因为该类容器是自动排序的。
如果希望修改一个元素值，必须先删除原有的元素，再插入新的元素。

二：set/multiset对象的默认构造

set<int> setInt;            //一个存放int的set容器。

set<float> setFloat;     //一个存放float的set容器。

set<string> setString;     //一个存放string的set容器。

multiset<int> mulsetInt;            //一个存放int的multi set容器。

multiset<float> multisetFloat;     //一个存放float的multi set容器。

multiset<string> multisetString;     //一个存放string的multi set容器。

三：set对象的拷贝构造和赋值

set(const set &st);                //拷贝构造函数

set& operator=(const set &st);       //重载等号操作符

set.swap(st);                               //交换两个集合容器

四：Set集合的元素排序

set<int,less<int>>  setIntA;  //该容器是按升序方式排列元素。从小到大　　//默认升序排序 set<int> setIntA
set<int,greater<int>> setIntB;   //该容器是按降序方式排列元素。从大到小

less<int>与greater<int>中的int可以改成其它类型，该类型主要要跟set容纳的数据类型一致。

五：set对象的插入

set.insert(elem);     //在容器中插入元素。

六：set对象的迭代相关函数

set.begin();  //返回容器中第一个数据的迭代器。
set.end();  //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。
set.rbegin();  //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
set.rend();   //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。

七：set大小

set.size();   //返回容器中元素的数目
set.empty();//判断容器是否为

八：set的删除

set.clear();          //清除所有元素
set.erase(pos);  //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
set.erase(beg,end);       //删除区间[beg,end)的所有元素  ，返回下一个元素的迭代器。
set.erase(elem);     //删除容器中值为elem的元素。

九：set的查找

set.find(elem);   //查找elem元素，返回指向elem元素的迭代器。
set.count(elem);   //返回容器中值为elem的元素个数。对set来说，要么是0，要么是1。对multiset来说，值可能大于1。
set.lower_bound(elem);  //返回第一个>=elem元素的迭代器。
set.upper_bound(elem);       //  返回第一个>elem元素的迭代器。
set.equal_range(elem);              //返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间，下限是开区间，如[beg,end)。

由于equal_range返回两个迭代器，而且这两个迭代器被封装在pair中。下面介绍对组pair

十：补充pair对组

（一）使用案例

pair< set<int>::iterator, set<int>::iterator >pairIt = setInt.equal_range(ele);

set里面使用有点不太给力，因为全部排序了，获取的数据全部是相同的

（二）pair含义

pair译为对组，可以将两个值视为一个单元。

pair<T1,T2>存放的两个值的类型，可以不一样，如T1为int，T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。

pair.first是pair里面的第一个值，是T1类型。

pair.second是pair里面的第二个值，是T2类型。

十一：使用案例

void main()
{
    int r;
    srand(time(NULL));

    multiset<int> iset;

    for (int i = ; i < ; i++)
    {
        r = rand() % ;
        cout << r << " ";
        iset.insert(r);
    }
    cout << endl;

    for (multiset<int>::iterator iter = iset.begin(); iter != iset.end();iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    pair<multiset<int>::iterator,multiset<int>::iterator> pis=iset.equal_range();

    multiset<int>::iterator first = pis.first;
    multiset<int>::iterator second = pis.second;
    for (; first != second;first++)
    {
        cout << *first << " ";
    }
    cout << endl;

    system("pause");
}

十二：性能测试

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <cstring>

#if _MSC_VER
#define snprintf _snprintf
#endif

using namespace std;

long get_a_target_long()
{
    /******变量声明********/
    long target = ;
    /**********************/

    cout << "targer (0~" << RAND_MAX << "):";
    cin >> target;
    return target;
}

string get_a_target_string()
{
    /******变量声明********/
    long target = ;
    char buf[];
    /**********************/

    cout << "targer (0~" << RAND_MAX << "):";
    cin >> target;

    snprintf(buf, , "%d", target);
    return string(buf);
}

//与后面的比较函数中回调参数对应
int compareLongs(const void* l1, const void* l2)
{
    return (*(long*)l1 - *(long*)l2);
}

int compareStrings(const void* s1, const void* s2)
{
    if (*(string*)s1 > *(string*)s2)
        return ;
    if (*(string*)s1 < *(string*)s2)
        return -;
    return ;
}

公共函数

（一）multiset测试

#include <set>
//测试muliset-->元素可以重复
namespace jj08
{
    void test_multiset(long& ms_size)
    {
        cout << "\ntest_multiset()*******" << endl;

        /******变量声明:数组初始********/
        char buf[];

        /******变量声明:vector初始********/
        multiset<string> ms;

        /******变量声明：记录时间********/
        clock_t timeStart = clock();    //开始时间
        for (long i = ; i < ms_size; i++)
        {
            try
            {
                snprintf(buf, , "%d", rand());
                ms.insert(string(buf));
            }
            catch (exception& e)
            {
                cout << e.what() << endl;
                cout << "Max_size:" << i << endl;
                abort();    //终止
            }
        }

        cout << "inti multiset use milli-seconds:" << (clock() - timeStart) << endl;    //获取初始化数组耗时
        cout << "multiset.size:" << ms.size() << endl;    //获取multiset大小
        cout << "multiset.max_size:" << ms.max_size() << endl;    //获取multiset所允许最大长度

        /******变量声明：获取我们要查询的数********/
        string target = get_a_target_string();

        //使用::find方法进行查找
        timeStart = clock();

        auto pI = find(ms.begin(), ms.end(), target);

        cout << "::find(),milli-seconds:" << clock() - timeStart << endl;
        if (pI != ms.end())
            cout << "found:" << *pI << endl;
        else
            cout << "not found!" << endl;

        //使用muliset.find查找
        timeStart = clock();

        pI = ms.find(target);

        cout << "muliset.find(),milli-seconds:" << clock() - timeStart << endl;
        if (pI != ms.end())
            cout << "found:" << *pI << endl;
        else
            cout << "not found!" << endl;

    }
}

红黑树，使用指针寻址，还要销毁指针，destroy()操作耗时

（二）set测试

#include <set>
//测试set-->元素不可以重复
namespace jj10
{
    void test_set(long& s_size)
    {
        cout << "\ntest_set()*******" << endl;

        /******变量声明:数组初始********/
        char buf[];

        /******变量声明:set初始********/
        set<string> s;

        /******变量声明：记录时间********/
        clock_t timeStart = clock();    //开始时间
        for (long i = ; i < s_size; i++)
        {
            try
            {
                snprintf(buf, , "%d", rand());
                s.insert(string(buf));
            }
            catch (exception& e)
            {
                cout << e.what() << endl;
                cout << "Max_size:" << i << endl;
                abort();    //终止
            }
        }

        cout << "inti set use milli-seconds:" << (clock() - timeStart) << endl;    //获取初始化数组耗时
        cout << "set.size:" << s.size() << endl;    //获取set大小
        cout << "set.max_size:" << s.max_size() << endl;    //获取set所允许最大长度

        /******变量声明：获取我们要查询的数********/
        string target = get_a_target_string();

        //使用::find方法进行查找
        timeStart = clock();

        auto pI = find(s.begin(), s.end(), target);

        cout << "::find(),milli-seconds:" << clock() - timeStart << endl;
        if (pI != s.end())
            cout << "found:" << *pI << endl;
        else
            cout << "not found!" << endl;

        //使用muliset.find查找
        timeStart = clock();

        pI = s.find(target);

        cout << "set.find(),milli-seconds:" << clock() - timeStart << endl;
        if (pI != s.end())
            cout << "found:" << *pI << endl;
        else
            cout << "not found!" << endl;

    }
}

由于不允许重复，所以存放的数据只有32768个，查找和释放都快