C++ SLT之 set

1. 核心特性

• 唯一性：元素自动去重，不允许重复值。

• 有序性：元素默认按升序排列（可通过自定义比较器改变顺序）。

• 不可修改：元素值不可直接修改（可能破坏排序），需先删除再插入新值。

• 关联容器：通过键（即元素本身）访问，支持高效查询（对数时间复杂度）。

2. 底层实现

通常基于红黑树（平衡二叉搜索树）实现，保证插入、删除、查找的时间复杂度均为 O(log n)。

3. 基本操作示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;int main() {// 声明setset<int> mySet;// 插入元素mySet.insert(3);mySet.insert(1);mySet.insert(4);mySet.insert(1);  // 重复元素不会被插入// 遍历输出（自动排序）for (int num : mySet) {cout << num << " ";  // 输出：1 3 4}cout << endl;// 查找元素auto it = mySet.find(3);if (it != mySet.end()) {cout << "Found: " << *it << endl;}// 删除元素mySet.erase(3);  // 删除值为3的元素// 其他常用操作cout << "Size: " << mySet.size() << endl;     // 元素个数cout << "Empty: " << mySet.empty() << endl;   // 是否为空mySet.clear();                                // 清空setreturn 0;
}

4. 自定义排序规则

set 的完整模板声明是：

template <class Key, class Compare = less<Key>, class Allocator = allocator<Key>>
class set;

其中：
• 第一个参数 Key：元素的类型（这里是 int）

• 第二个参数 Compare：比较函数的类型（这里是 DescendingCompare）

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;// 自定义降序比较器
struct DescendingCompare {bool operator()(int a, int b) const {return a > b;  // 降序：a > b 时 a 排在前面}
};int main() {set<int, DescendingCompare> descSet;descSet.insert({5, 2, 8, 1, 9});for (int num : descSet) {cout << num << " ";  // 输出：9 8 5 2 1}cout << endl;return 0;
}

5. 常用成员函数

insert(value) 插入元素

erase(value) 删除指定元素

find(value) 查找元素，返回迭代器

count(value) 返回元素个数（0或1）

lower_bound() 返回第一个不小于值的迭代器

upper_bound() 返回第一个大于值的迭代器

begin()/end() 返回首尾迭代器

6. 相关容器

• multiset：允许重复元素的有序集合。

• unordered_set：基于哈希表的无序集合（查询更快，但无序）。

7. 注意事项

• 插入/删除操作不会使迭代器失效（被删除元素的迭代器除外）。

• 元素类型需支持比较（或提供自定义比较器）。

• 相比 vector/array，set 更适用于需要频繁查找和去重的场景。