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本文将演示有关如何在 C++ 中使用 STL set 容器的多种方法。

使用 std::set 在 C++ 中声明设置容器对象

std::set 命令将一组排序的唯一对象实现为关联容器。默认情况下，元素使用 std::less 比较函数排序，但用户可以提供自定义函数作为第二个模板参数。相同的标头还提供了 std::multiset 容器，它可以存储多个值而不过滤重复项。

请注意，我们在以下示例中使用初始化列表构造函数创建了两个集合对象。我们还利用了 count 成员函数，它检索具有给定键的集合中存在的元素数量。这个函数对于 std::multiset 容器来说更内在，但是当从 std::multiset 对象调用时，你可以检查元素是否存在相同的函数。

#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;
}

输出：

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

在 C++ 中使用 insert 成员函数将元素插入到集合中

insert 函数有多个重载，但我们使用带有单个参数的版本，表示要添加到集合中的元素。insert 的重载返回迭代器的 std::pair 对象和 bool。

后者表示插入是否成功，如果成功，它有一个 true 值。另一方面，当操作成功时，迭代器指向插入的元素。如果失败，则指向阻止插入的元素。请注意，插入操作在容器的大小上具有对数复杂度。

#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;
}

输出：

Inserted!
Not inserted!

使用 find 成员函数在 C++ 中检索具有给定键的元素的迭代器

find 函数是 std::set 容器的另一个有用的成员函数，它可以将迭代器返回到具有给定键的元素。如果集合中没有这样的元素，则返回尾后迭代器；这有助于用户验证成功的函数调用。

#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;
}

输出：

Found 2

在 C++ 中使用 contains 成员函数检查具有给定键的元素是否存在于集合中

由于 C++20 语言标准，std::set 提供了成员函数 contains，这是检查具有给定键的元素是否存在于 set 对象中的更简单的接口。该函数返回布尔值以指示集合中是否存在此类元素。这个函数的运行时间复杂度也是容器大小的对数。

#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;
}

输出：

22: Found
23: Not found
53: Found
54: Not found