c++中的集合怎么使用

时间: 2023-05-17 09:03:12 浏览: 106

C++STL集合.pptx

C++ 集合的特点，原理，使用 STL set集合容器实现了红黑树（Red-Black Tree）的平衡二叉检索树的数据结构，在插入元素时，它会自动调整二叉树的排列，把该元素放到适当位置，以确保每个子树根节点键值大于左子树所有节点键值，而小于右子树所有节点键值。另外，还得确保根节点左子树高度与右子树高度相等，这样，二叉树的高度最小，从而检索速度最快。要注意的是，它不会重复插入相同键值的元素，而采取忽略处理。如图是一个典型的红黑树。平衡二叉检索树的检索使用中序遍历算法，中序遍历算法可将键值由小到大遍历出来，所以，可以理解为平衡二叉检索树在插入元素时，就会自动将元素按键值由小到大的顺序排列。 C++中的STL（Standard Template Library，标准模板库）提供了多种容器来存储和操作数据，其中集合（Set）是一个非常重要的容器。集合基于红黑树（Red-Black Tree）的数据结构，这是一种自平衡的二叉查找树，具有以下特点： 1. 排序：集合中的所有元素都是按照特定的排序规则自动排序的。这种排序通常是升序，但可以通过自定义比较函数改变。 2. 唯一性：集合不允许有重复元素。当尝试插入一个已经存在的元素时，集合会忽略这个插入操作，保持其内部数据的唯一性。红黑树是一种特殊的二叉树，它满足以下性质： - 每个节点要么是红色，要么是黑色。 - 根节点是黑色。 - 所有叶子节点（NIL节点，空节点）是黑色。 - 如果一个节点是红色的，则它的两个子节点都是黑色的。 - 对每个节点，从该节点到其所有后代叶子节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点。这保证了任何路径都不会比其他路径长两倍，从而确保了树的高度最小，提高检索效率。集合的使用涉及到以下几个主要操作： - **定义创建**：通过指定元素类型创建集合，如`set<Data_Type> name;`。 - **元素插入**：使用`insert()`方法插入元素，例如`s.insert(Data_Type)`。 - **元素删除**：可以删除单个元素、特定键值的元素或范围内的元素，使用`erase()`方法，如`s.erase(Data_Type)`或`s.erase(it)`。 - **遍历**：通过迭代器遍历集合，包括正向遍历（`begin()` 和 `end()`）和反向遍历（`rbegin()` 和 `rend()`）。 - **清空**：使用`clear()`方法删除集合中的所有元素。 - **检索**：利用`find()`方法查找元素，返回元素的迭代器位置。 - **测试空集**：使用`empty()`判断集合是否为空。 - **尺寸**：使用`size()`获取集合中元素的数量。 - **最大尺寸**：通过`max_size()`了解集合能容纳的最大元素数量。在实际应用中，如果集合的元素是自定义类型（如结构体或类），则需要提供一个比较运算符`<`的重载，以便STL知道如何正确排序这些元素。例如，对于包含字符串和整数的结构体`People`，可以重载`operator<`以根据年龄进行排序。 ```cpp struct People { string name; int age; bool operator<(const People p) const { return age < p.age; } }; ``` 通过以上介绍，我们可以看到C++ STL集合（set）是一个强大且灵活的数据结构，适用于需要快速查找、排序且不允许重复元素的场景。通过红黑树的内部实现，集合提供了高效的操作性能，使得它成为C++程序员的常用工具之一。

C 中的集合可以使用数组或链表来实现。对于数组，可以定义一个固定大小的数组来存储元素，或者使用动态数组来动态地分配内存。对于链表，可以定义一个结构体来表示集合中的元素，然后使用指针来链接这些元素。可以使用循环来遍历集合中的元素，或者使用指针来访问集合中的元素。在使用集合时，需要注意避免重复元素的出现，可以使用哈希表等数据结构来实现去重。

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