序列式容器和关联式容器

STL中的部分容器如：string、vector、list、deque、array、forward_list等，这些容器统称为序列式容器，因为逻辑结构为线性序列的数据结构，两个位置存储的值之间⼀般没有紧密的关联关系，⽐如交换⼀下，他依旧是序列式容器。顺序容器中的元素是按他们在容器中的存储位置来顺序保存和访问的。
关联式容器也是⽤来存储数据的，与序列式容器不同的是，关联式容器逻辑结构通常是⾮线性结构，两个位置有紧密的关联关系，交换⼀下，他的存储结构就被破坏了。顺序容器中的元素是按关键字来保存和访问的。关联式容器有map/set系列和unordered_map/unordered_set系列。
map和set底层是红⿊树，红⿊树是⼀颗平衡⼆叉搜索树。set是key搜索场景的结构，map是key/value搜索场景的结构。

set系列的使⽤

set和multiset参考⽂档

参考文档

set类的介绍

• set的声明如下，T就是set底层关键字的类型
• set默认要求T⽀持⼩于⽐较，如果不⽀持或者想按⾃⼰的需求⾛可以⾃⾏实现仿函数传给第⼆个模版参数
• set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的，如果需要可以⾃⼰实现内存池，传给第三个参数。
• ⼀般情况下，我们都不需要传后两个模版参数。
• set底层是⽤红⿊树实现，增删查效率是O(logN) ，迭代器遍历是⾛的搜索树的中序，所以是有序的。

template < class T, // set::key_type/value_type class Compare = less<T>, // set::key_compare/value_compare class Alloc = allocator<T> // set::allocator_type > class set;

set的构造和迭代器

set的构造我们关注以下⼏个接⼝即可。
set的⽀持正向和反向迭代遍历，遍历默认按升序顺序，因为底层是⼆叉搜索树，迭代器遍历⾛的中序；⽀持迭代器就意味着⽀持范围for，set的iterator和const_iterator都不⽀持迭代器修改数据，修改关键字数据，破坏了底层搜索树的结构。

// empty (1) ⽆参默认构造 explicit set (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type()); // range (2) 迭代器区间构造 template <class InputIterator> set (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& = allocator_type()); // copy (3) 拷⻉构造 set (const set& x); // initializer list (5) initializer 列表构造 set (initializer_list<value_type> il, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type()); // 迭代器是⼀个双向迭代器 iterator -> a bidirectional iterator to const value_type // 正向迭代器 iterator begin(); iterator end(); // 反向迭代器 reverse_iterator rbegin(); reverse_iterator rend();

set的增删查

Member types key_type -> The first template parameter (T) value_type -> The first template parameter (T) // 单个数据插⼊，如果已经存在则插⼊失败 pair<iterator,bool> insert (const value_type& val); // 列表插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ void insert (initializer_list<value_type> il); // 迭代器区间插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last); // 查找val，返回val所在的迭代器，没有找到返回end() iterator find (const value_type& val); // 查找val，返回Val的个数 size_type count (const value_type& val) const; // 删除⼀个迭代器位置的值 iterator erase (const_iterator position); // 删除val，val不存在返回0，存在返回1 size_type erase (const value_type& val); // 删除⼀段迭代器区间的值 iterator erase (const_iterator first, const_iterator last); // 返回⼤于等val位置的迭代器 iterator lower_bound (const value_type& val) const; // 返回⼤于val位置的迭代器 iterator upper_bound (const value_type& val) const;

insert和迭代器遍历使⽤样例

#include<iostream> #include<set> using namespace std; int main() { // 去重+升序排序 set<int> s; // 去重+降序排序（给⼀个⼤于的仿函数） //set<int, greater<int>> s; s.insert(5); s.insert(2); s.insert(7); s.insert(5); //set<int>::iterator it = s.begin(); auto it = s.begin(); while (it != s.end()) { // error C3892: “it”: 不能给常量赋值 // *it = 1; cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; // 插⼊⼀段initializer_list列表值，已经存在的值插⼊失败 s.insert({ 2,8,3,9 }); for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; set<string> strset = { "sort", "insert", "add" }; // 遍历string⽐较ascll码⼤⼩顺序遍历的 for (auto& e : strset) { cout << e << " "; } cout << endl; }

find和erase使⽤样例

#include<iostream> #include<set> using namespace std; int main() { set<int> s = { 4,2,7,2,8,5,9 }; for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; // 删除最⼩值 s.erase(s.begin()); for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; // 直接删除x int x; cin >> x; int num = s.erase(x); if (num == 0) { cout << x << "不存在！" << endl; } for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; // 直接查找在利⽤迭代器删除x cin >> x; auto pos = s.find(x); if (pos != s.end()) { s.erase(pos); } else { cout << x << "不存在！" << endl; } for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; // 算法库的查找 O(N) auto pos1 = find(s.begin(), s.end(), x); // set⾃⾝实现的查找 O(logN) auto pos2 = s.find(x); // 利⽤count间接实现快速查找 cin >> x; if (s.count(x)) { cout << x << "在！" << endl; } else { cout << x << "不存在！" << endl; } return 0; }

#include<iostream> #include<set> using namespace std; int main() { std::set<int> myset; for (int i = 1; i < 10; i++) myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90 for (auto e : myset) { cout << e << " "; } cout << endl; // 实现查找到的[itlow,itup)包含[30, 60]区间 // 返回 >= 30 auto itlow = myset.lower_bound(30); // 返回 > 60 auto itup = myset.upper_bound(60); // 删除这段区间的值 myset.erase(itlow, itup); for (auto e : myset) { cout << e << " "; } cout << endl; return 0; }

multiset和set的差异

multiset和set的使⽤基本完全类似，主要区别点在于multiset⽀持值冗余，那么insert/find/count/erase都围绕着⽀持值冗余有所差异

#include<iostream> #include<set> using namespace std; int main() { // 相⽐set不同的是，multiset是排序，但是不去重 multiset<int> s = { 4,2,7,2,4,8,4,5,4,9 }; auto it = s.begin(); while (it != s.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; // 相⽐set不同的是，x可能会存在多个，find查找中序的第⼀个 int x; cin >> x; auto pos = s.find(x); while (pos != s.end() && *pos == x) { cout << *pos << " "; ++pos; } cout << endl; // 相⽐set不同的是，count会返回x的实际个数 cout << s.count(x) << endl; // 相⽐set不同的是，erase给值时会删除所有的x s.erase(x); for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; return 0; }

349. 两个数组的交集 - 力扣（LeetCode）

class Solution { public: vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) { set<int> s1(nums1.begin(), nums1.end()); set<int> s2(nums2.begin(), nums2.end()); // 因为set遍历是有序的，有序值，依次⽐较 // ⼩的++，相等的就是交集 vector<int> ret; auto it1 = s1.begin(); auto it2 = s2.begin(); while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end()) { if(*it1 < *it2) { it1++; } else if(*it1 > *it2) { it2++; } else { ret.push_back(*it1); it1++; it2++; } } return ret; } };

142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）

数据结构初阶阶段，我们通过证明⼀个指针从头开始⾛⼀个指针从相遇点开始⾛，会在⼊⼝点相遇，理解证明都会很⿇烦。这⾥我们使⽤set查找记录解决⾮常简单⽅便，这⾥体现了set在解决⼀些问题时的价值，完全是降维打击。

class Solution { public: ListNode *detectCycle(ListNode *head) { set<ListNode*> s; ListNode* cur = head; while(cur) { auto ret = s.insert(cur); if(ret.second == false) return cur; cur = cur->next; } return nullptr; } };