在 C++ 中使用 STL Set Container

Jinku Hu 2023年1月30日 2021年6月28日
  1. 使用 std::set 在 C++ 中宣告設定容器物件
  2. 在 C++ 中使用 insert 成員函式將元素插入到集合中
  3. 使用 find 成員函式在 C++ 中檢索具有給定鍵的元素的迭代器
  4. 在 C++ 中使用 contains 成員函式檢查具有給定鍵的元素是否存在於集合中
在 C++ 中使用 STL Set Container

本文將演示有關如何在 C++ 中使用 STL set 容器的多種方法。

使用 std::set 在 C++ 中宣告設定容器物件

std::set 命令將一組排序的唯一物件實現為關聯容器。預設情況下,元素使用 std::less 比較函式排序,但使用者可以提供自定義函式作為第二個模板引數。相同的標頭還提供了 std::multiset 容器,它可以儲存多個值而不過濾重複項。

請注意,我們在以下示例中使用初始化列表建構函式建立了兩個集合物件。我們還利用了 count 成員函式,它檢索具有給定鍵的集合中存在的元素數量。這個函式對於 std::multiset 容器來說更內在,但是當從 std::multiset 物件呼叫時,你可以檢查元素是否存在相同的函式。

#include <iostream>
#include <set>

using std::cout; using std::endl;
using std::multiset; using std::set;

template<typename T>
void printSet(set<T> s) {
    for (const auto &item : s) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

template<typename T>
void printMultiSet(multiset<T> s) {
    for (const auto &item : s) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

#define STR(num) #num

int main()
{
    std::set<int> s1 = { 1, 1, 1, 2, 2, 3 };
    printSet(s1);

    std::multiset<int> s2 = { 1, 1, 1, 2, 2, 3 };
    printMultiSet(s2);
    std::cout << STR(s2) << " contains " << s2.count(1)  << "ones" << endl;
    std::cout << STR(s2) << " contains " << s2.count(2)  << "twos" << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

1; 2; 3;
1; 1; 1; 2; 2; 3;
s2 contains 3 ones
s2 contains 2 twos

在 C++ 中使用 insert 成員函式將元素插入到集合中

insert 函式有多個過載,但我們使用帶有單個引數的版本,表示要新增到集合中的元素。insert 的過載返回迭代器的 std::pair 物件和 bool

後者表示插入是否成功,如果成功,它有一個 true 值。另一方面,當操作成功時,迭代器指向插入的元素。如果失敗,則指向阻止插入的元素。請注意,插入操作在容器的大小上具有對數複雜度。

#include <iostream>
#include <set>
#include <cassert>

using std::cout; using std::endl;
using std::multiset; using std::set;

int main()
{
    std::set<int> s1 = { 1, 1, 1, 2, 2, 3 };

    auto ret = s1.insert(5);
    assert(*ret.first == 5);
    if (ret.second)
        std::cout << "Inserted!" << endl;

    ret = s1.insert(1);
    assert(*ret.first == 1);
    if (!ret.second)
        std::cout << "Not inserted!" << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

Inserted!
Not inserted!

使用 find 成員函式在 C++ 中檢索具有給定鍵的元素的迭代器

find 函式是 std::set 容器的另一個有用的成員函式,它可以將迭代器返回到具有給定鍵的元素。如果集合中沒有這樣的元素,則返回尾後迭代器;這有助於使用者驗證成功的函式呼叫。

#include <iostream>
#include <set>

using std::cout; using std::endl;
using std::multiset; using std::set;

int main()
{
    std::set<int> s1 = { 1, 1, 1, 2, 2, 3 };

    auto search = s1.find(2);
    if (search != s1.end()) {
        cout << "Found " << (*search) << endl;
    } else {
        cout << "Not found" << endl;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

Found 2

在 C++ 中使用 contains 成員函式檢查具有給定鍵的元素是否存在於集合中

由於 C++20 語言標準,std::set 提供了成員函式 contains,這是檢查具有給定鍵的元素是否存在於 set 物件中的更簡單的介面。該函式返回布林值以指示集合中是否存在此類元素。這個函式的執行時間複雜度也是容器大小的對數。

#include <iostream>
#include <set>

using std::cout; using std::endl;
using std::multiset; using std::set;

int main()
{
    std::set<int> s3 = { 91, 123, 63, 122, 22, 53 };

    for (int x: {22, 23, 53, 54}) {
        if (s3.contains(x)) {
            cout << x << ": Found\n";
        } else {
            cout << x << ": Not found\n";
        }
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

22: Found
23: Not found
53: Found
54: Not found
Author: Jinku Hu
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Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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