STL set的交并差操作源码详解

在C++标准模板库（STL）中，set是一个重要的容器，它存储一组唯一的元素，底层数据结构通常使用红黑树来实现，这是一种自平衡的二叉查找树，保证了插入、删除和查找操作的高效性。红黑树的特点是每个节点都带有颜色属性，使得在进行插入和删除时能快速调整树的平衡。 set容器的核心特性包括： 1. **唯一性**：集合中的每个元素都是唯一的，不会有重复的值。 2. **有序性**：尽管元素无序添加，但插入后自动保持元素的有序，通常是通过关键字排序实现的。 STL提供了一系列方便操作集合的算法函数，其中`set_intersection`、`set_union`、`set_difference`和`set_symmetric_difference`是这方面的代表： - **set_intersection**函数（`template<class_InputIter1,class_InputIter2,class_OutputIter,class_Compare>`）用于找到两个输入集合的交集。它接受两个输入迭代器`_InputIter1`和`_InputIter2`，以及一个输出迭代器`_OutputIter`和一个比较函数`_Compare`。函数会遍历这两个集合，如果元素在两个集合中都存在且满足比较函数的条件（默认是相等），则将该元素复制到输出集合。这个过程保证了结果集合仅包含同时存在于两个输入集合中的元素。 - **set_union**函数的功能是合并两个集合，返回的结果集合包含所有输入集合中的不同元素，不考虑顺序。这意味着在结果集合中，每个元素最多出现一次，即使在两个输入集合中重复出现。 - **set_difference**用于找出第一个输入集合中不包含于第二个集合的所有元素，结果集合仅包含第一个集合的元素，且没有重复。 - **set_symmetric_difference**（对称差）是前两个函数的结合，返回的结果集合包含那些仅在一个集合中出现的元素，不考虑顺序。 这些函数不仅增强了集合操作的灵活性，而且利用了红黑树的高效性，使得在处理大量数据时，集合操作的时间复杂度接近线性，大大提高了程序的性能。通过理解这些函数的工作原理和应用场景，开发者可以更有效地处理集合数据，并在需要的时候执行集合的交、并、差和对称差运算。