set C++标准库STL的使用方法（存储唯一元素）

std::set 是 C++ 标准库中的一个容器，用于存储唯一的元素，而且元素会按照肯定的次序（默认是升序）自动排序。它基于红黑树（一种自均衡二叉搜刮树）实现，因此插入、删除和查找操纵的时间复杂度均为 O(log n)。

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1. 头文件

使用 std::set 需要包含头文件：

1. #include <set>

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2. 定义和初始化

1. std::set<int> s1; // 定义一个空的 set，存储 int 类型元素
2. std::set<std::string> s2 = {"apple", "banana", "cherry"}; // 初始化 set
3. std::set<double> s3(s2.begin(), s2.end()); // 通过迭代器初始化

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3. 插入元素

使用 insert 方法插入元素。如果元素已经存在，则不会重复插入。

1. std::set<int> s;
2. s.insert(10); // 插入元素 10
3. s.insert(20); // 插入元素 20
4. s.insert(10); // 不会插入，因为 10 已经存在

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4. 删除元素

使用 erase 方法删除元素。

1. s.erase(10); // 删除值为 10 的元素
2. s.erase(s.begin()); // 删除第一个元素
3. s.erase(s.begin(), s.end()); // 删除所有元素

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5. 查找元素

使用 find 方法查找元素。如果找到，返回指向该元素的迭代器；否则返回 end()。

1. auto it = s.find(20);
2. if (it != s.end()) {
3.     std::cout << "Element found: " << *it << std::endl;
4. } else {
5.     std::cout << "Element not found" << std::endl;
6. }

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6. 遍历元素

可以使用迭代器遍历 set 中的元素。

1. for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
2.     std::cout << *it << " ";
3. }

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大概使用范围 for 循环：

1. for (const auto& elem : s) {
2.     std::cout << elem << " ";
3. }

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7. 判断是否为空

使用 empty 方法检查 set 是否为空。

1. if (s.empty()) {
2.     std::cout << "Set is empty" << std::endl;
3. }

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8. 获取元素个数

使用 size 方法获取 set 中元素的个数。

1. std::cout << "Size of set: " << s.size() << std::endl;

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9. 清空 set

使用 clear 方法清空 set。

1. s.clear();

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10. 自定义排序规则

set 默认按升序排序，但可以通过自定义比力函数来改变排序规则。

1. struct Compare {
2.     bool operator()(int a, int b) const {
3.         return a > b; // 降序排序
4.     }
5. };
7. std::set<int, Compare> s = {10, 20, 30};
8. for (const auto& elem : s) {
9.     std::cout << elem << " "; // 输出: 30 20 10
10. }

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11. 其他常用方法

• count：返回某个元素的个数（对于 set，只能是 0 或 1）。
  1. if (s.count(20)) {
  2.     std::cout << "Element 20 exists" << std::endl;
  3. }

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• lower_bound：返回第一个大于或等于某个值的迭代器。
  1. auto it = s.lower_bound(15);
  2. if (it != s.end()) {
  3.     std::cout << "Lower bound of 15: " << *it << std::endl;
  4. }

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• upper_bound：返回第一个大于某个值的迭代器。
  1. auto it = s.upper_bound(15);
  2. if (it != s.end()) {
  3.     std::cout << "Upper bound of 15: " << *it << std::endl;
  4. }

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12. set 的特性

• 唯一性：set 中的元素是唯一的，不答应重复。
  
• 自动排序：元素会按照指定的排序规则自动排序。
  
• 高效查找：基于红黑树实现，查找、插入和删除的时间复杂度为 O(log n)。
  
• 不可修改元素：set 中的元素是只读的，不能直接修改。如果需要修改，必须先删除旧元素，再插入新元素。
  

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13. set 的应用场景

• 需要存储唯一元素的场景。
  
• 需要自动排序的场景。
  
• 需要频繁查找、插入和删除的场景。
  

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14. 示例代码

以下是一个完整的示例，展示了 set 的常见用法：

1. #include <iostream>#include <set>
2. int main() {    std::set<int> s = {10, 20, 30};    // 插入元素    s.insert(40);    s.insert(20); // 不会插入，因为 20 已经存在    // 遍历元素    std::cout << "Set elements: ";    for (const auto& elem : s) {        std::cout << elem << " "; // 输出: 10 20 30 40    }    std::cout << std::endl;    // 查找元素    auto it = s.find(20);    if (it != s.end()) {        std::cout << "Element 20 found" << std::endl;    }    // 删除元素    s.erase(30);    // 判断是否为空    if (!s.empty()) {        std::cout << "Set is not empty, size: " << s.size() << std::endl;    }    return 0;}

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