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【STL】set、multiset、unordered_set、unordered_multiset 的区别

news 2025/11/3 10:16:43

在 C++ STL 中，set 与 multiset 是经常使用的关联式容器，而从 C++11 开始，又引入了 unordered_set 与 unordered_multiset。
很多同学在学习时常常会混淆它们的区别，今天我们就来系统梳理一下。

1. set

特点
- 元素唯一
- 元素 自动排序（默认升序，可自定义比较函数）
- 底层实现：红黑树（平衡二叉搜索树）
示例：

#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {set<int> s;s.insert(3);s.insert(1);s.insert(3); // 插入失败，元素必须唯一for (int v : s) cout << v << " "; // 1 3
}

2. multiset

特点
- 元素 允许重复
- 元素 自动排序
- 底层实现：红黑树
示例：

#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {multiset<int> ms;ms.insert(3);ms.insert(1);ms.insert(3); // 插入成功，可重复for (int v : ms) cout << v << " "; // 1 3 3
}

删除操作差异

multiset<int> ms = {1, 2, 2, 3};
ms.erase(2);  // 删除所有 key=2 的元素
// 如果只想删除一个，可以用迭代器：
auto it = ms.find(2);
if (it != ms.end()) ms.erase(it);

3. unordered_set

特点
- 元素唯一
- 元素 无序存储（不保证顺序）
- 底层实现：哈希表
- 查找、插入、删除 平均 O(1) ，性能通常比 set 更高
示例：

#include <unordered_set>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {unordered_set<int> us;us.insert(5);us.insert(1);us.insert(5); // 插入失败，元素必须唯一for (int v : us) cout << v << " "; // 输出顺序不固定
}

4. unordered_multiset

特点
- 元素 允许重复
- 元素 无序存储
- 底层实现：哈希表
- 查找、插入、删除 平均 O(1)
示例：

#include <unordered_set>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {unordered_multiset<int> ums;ums.insert(5);ums.insert(5);ums.insert(1);for (int v : ums) cout << v << " "; // 输出顺序不固定
}

5. 四者对比总结

其实这四者的区别很明显也很容易懂。只要不去涉及底层原理，看下面这张表就行了。

容器类型	元素唯一性	是否有序	底层结构	插入/查找/删除复杂度
`set`	唯一	有序	红黑树	O(log n)
`multiset`	可重复	有序	红黑树	O(log n)
`unordered_set`	唯一	无序	哈希表	平均 O(1)，最坏 O(n)
`unordered_multiset`	可重复	无序	哈希表	平均 O(1)，最坏 O(n)