大家好,继上次为大家介绍完vector容器之后,今天再来为大家介绍stl另一个著名容器-set

目录

set

1.set的简单介绍

2.set的用法

1.set容器的声明

2.set的常用函数

3.set的并,交,差,对称差

后话


set

1.set的简单介绍

set的中文翻译为“集合”,实际上,c++中的set的确实现了集合的功用,与vector不同的是,set是一种关联容器。

在set容器中,元素保有其互异性,其中的每个元素都是互不相同的。(这里的互不相同是指,假如set容器中已经包含了一个数字a,那么无论之后再向set中加入多少次a,set中仍然只会有这一个元素a,不会出现很多a的情况)在某种程度上。这也意味着set具有去重功能

我们所熟知的数学“集合”不强调元素顺序,而 set 会按比较器维护元素的顺序。本文的 set<int> 使用默认比较器 std::less<int>,所以遍历时是升序;如果指定自定义比较器,顺序也会随之改变。元素是否重复同样由比较器的等价关系决定。

而且set的插入删除效率比用其他序列容器高。

之所以set容器能够自动有序,快速添加、删除,是由他的内部实现的:set容器的内部采用了一种非常高效的平衡检索二叉树:红黑树。关于红黑树,我只能说介于我现在的水平与时间,难以完全展开解释,而且红黑树在数据结构中也是比较复杂高深的,我这里就不做过多介绍,感兴趣的朋友可以自行了解~。


2.set的用法

1.set容器的声明

set容器的声明与之前我们了解过的vector类似。

下面是不同元素类型的声明示意,不是可直接编译的完整程序:每一种声明应分别使用,结构体也需要完整定义,并提供满足严格弱序的比较方式。

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#include<iostream>
#include<set>

using namespace std;
struct node
{
...
}

int main()
{
set<int> st;//整型
set<pair<int,int>> st;//pair
set<char> st;//字符型
set<node> st;//结构体
}

2.set的常用函数

首先要介绍的就是:

st.insert( )   在st中插入元素。

st.begin()    返回指向第一个元素的迭代器.

st.end()      返回指向最后一个元素下一个位置(注意不是最后一个元素)的迭代器.

有了这三个函数,我们就可以实现set容器的一些基本功能。

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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;

st.insert(4);//将4插入st中,
int n;
for(int i=1;i<5;i++)//下面我们利用循环来插入多个数。如1,2,3,4
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
for(auto it=st.begin();it!=st.end();it++)//set容器的遍历
{
cout<<*it<<" ";
}
//最后的输出为1 2 3 4,而不是4 1 2 3 4,可见set容器相同的元素只会储存一次。
return 0;
}

上面的代码中,我们使用auto关键字定义的迭代器it,当然我们也可以用

set<int> ::iterator it=st.begin();的方式来定义一个迭代器。


st.find(value)   返回 set 中与 value 等价的元素的迭代器;未找到时返回 st.end(),不能解引用。

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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;

st.insert(4);
int n;
for(int i=1;i<5;i++)//1 2 3 4
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
auto it=st.begin();
it=st.find(2);
for(;it!=st.end();it++)
{
cout<<*it<<" ";
}//输出结果为2 3 4
return 0;
}

st.erase(it)    删除一个元素,it为需要被删除的元素的迭代器。

st.erase(value)    删除值为value的元素。

st.erase(it1,it2)     it1,it2均为迭代器,删除[it1,it2)内的元素(注意前闭后开);

在刚刚代码的基础上:

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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;

st.insert(4);
int n;
for(int i=1;i<5;i++)
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
st.erase(4);//删除元素值为4的元素。
for(auto it=st.begin();it!=st.end();it++)
{
cout<<*it<<" ";
}//输出结果为1 2 3
return 0;

}


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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;

st.insert(4);
int n;
for(int i=1;i<5;i++)
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
auto it=st.begin();//定义it为首元素。
st.erase(it);//删除首元素
for(auto it=st.begin();it!=st.end();it++)
{
cout<<*it<<" ";
}//输出结果为2 3 4
return 0;

}
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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;

st.insert(4);
int n;
for(int i=1;i<5;i++)//1 2 3 4
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
auto it=st.begin();
st.erase(it,st.find(3));//删除1~2个元素
for(auto it=st.begin();it!=st.end();it++)
{
cout<<*it<<" ";
}//输出结果为3 4
return 0;
}

st.count(value)    判断值为value的元素是否在容器中。

st.empty()    判断是否为空,若为空返回true。

st.clear()      清空set中所有元素。

st.size()    set中元素的个数。

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#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
set<int> st;
int n;
for(int i=1;i<5;i++)//1 2 3 4
{
cin>>n;
st.insert(n);
}
cout<<st.size()<<endl;//结果为4
if(st.empty()) cout<<"容器为空"<<endl;
else cout<<"容器不为空"<<endl;
if(st.count(3)) cout<<"容器内有3"<<endl;
else cout<<"容器内没有3"<<endl;
//输出结果为:容器不为空 容器内有3
st.clear();//清空数组再进行判断
if(st.empty()) cout<<"容器为空"<<endl;
else cout<<"容器不为空"<<endl;
if(st.count(3)) cout<<"容器内有3"<<endl;
else cout<<"容器内没有3"<<endl;
//输出结果为:容器为空 容器内没有3
return 0;
}

对本文使用默认比较器的 set<int>:

st.lower_bound(key_value) 返回第一个大于等于 key_value 的元素的迭代器。

st.upper_bound(key_value) 返回第一个大于 key_value 的元素的迭代器。

如果不存在符合条件的元素,两者都返回 st.end(),不能解引用。使用自定义比较器时,边界也按该比较器判断,不能直接套用数值上的“大于等于”或“大于”。

这两位也有其用法,在这里我不赘述,先举一个简单的例子,在下篇文章中我会以一道题来详细说明。

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#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main ()
{
set<int> st;
st.insert(3);
st.insert(4);
st.insert(5);
cout<<*st.lower_bound(3)<<endl;//3
cout<<*st.upper_bound(3)<<endl;//4
return 0;
}

3.set的并,交,差,对称差

使用以下函数均需要包含头文件#include <algorithm>

set_intersection(取集合交集)

set_union(取集合并集)

set_difference(取集合差集)

set_symmetric_difference(取集合对称差集)

并不是只有set容器可以使用这四个函数,但两个输入区间必须按算法使用的同一个比较规则排序;使用自定义比较器的 set 时,也要向算法传入匹配的比较器。输出区间不能与任一输入区间重叠。

使用方法:(四个函数使用方法相似,这里以取并集为例)

1.set_union(A.begin(),A.end(),B.begin(),B.end(),inserter(C1,C1.end()));

将 A 和 B 的元素取并集,并通过插入迭代器写入 C1。若希望 C1 恰好保存本次并集,应先保证 C1 为空。

或:前四项不变,inserter(C1,C1.end()) 改为ostream_iterator<int>(cout,” “)。其功能为直接输出其并集。

ostream_iterator<int>(cout,” “)是一个输出流迭代器,使用时需要头文件#include <iterator>

这里第一个参数是标准输出流 std::cout,第二个参数是以空字符结尾的字符串指针,例如字符串字面量 " ",表示每个元素输出后追加的分隔符。

下面来进行一个总结:

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#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <set>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
set<int>A;
set<int>B;
set<int>C1;//存交集
set<int>C2;//存差集
set<int>C3;//存对称差集
int n;
for(int i=0;i<4;i++){//输入集合A的元素1 2 3 4
cin>>n;
A.insert(n);
}
for(int i=0;i<4;i++){//输入集合B的元素2 3 4 5
cin>>n;
B.insert(n);
}
cout<<endl;

cout<<"并集:"<<endl;
set_union(A.begin(),A.end(),B.begin(),B.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));//这里我们不存并集,直接输出。

set_intersection(A.begin(),A.end(),B.begin(),B.end(),inserter(C1,C1.end()));//之后我们采用先储存,再遍历的方式输出。
cout<<endl<<"交集:"<<endl;
for(auto pos=C1.begin();pos!=C1.end();pos++){
cout<<*pos<<" ";
}

set_difference(A.begin(),A.end(),B.begin(),B.end(),inserter(C2,C2.end()));
cout<<endl<<"差集:"<<endl;
for(auto pos=C2.begin();pos!=C2.end();pos++){
cout<<*pos<<" ";
}

set_symmetric_difference(A.begin(),A.end(),B.begin(),B.end(),inserter(C3,C3.end()));
cout<<endl<<"对称差集:"<<endl;
for(auto pos=C3.begin();pos!=C3.end();pos++){
cout<<*pos<<" ";
}
return 0;
}

输出结果为:

集合{1,2,3,4}与{2,3,4,5}的运算结果:并集{1,2,3,4,5},交集{2,3,4},差集{1},对称差集{1,5}。

完


后话

写到这里,这篇文章已经将近5000字了,也是尽我所能整理了一些set容器的相关知识,当然有一些知识比如set的自定义比较函数没有进行整理,感兴趣的朋友可以自行搜索了解一下qwq~,

话说整理stl容器的篇幅感觉会越来越长,下次我准备整理map,感觉可写的内容更多呢,有点违背这个专栏浅学的初衷,hhh。

就写到这吧,如果您喜欢可以点个赞,如果能得到您的关注支持那更是感激不尽。

下次见,bye。

校订记录(2026-10-09):本页从原文迁入后,校正了比较器、查找边界、set_union 和输出迭代器的说明;声明示例补充了示意说明,并移除了删除示例中的一个不可见字符,原文日期保留。参考:C++ 标准工作草案的关联容器要求、set_union与输出流迭代器。