c++ 11标准模板（STL） std::set(八）

定义于头文件 <set>

template<     class Key,     class Compare = std::less<Key>,     class Allocator = std::allocator<Key> > class set;	(1)
namespace pmr {     template <class Key, class Compare = std::less<Key>>     using set = std::set<Key, Compare, std::pmr::polymorphic_allocator<Key>>; }	(2)	(C++17 起)

std::set 是关联容器，含有 Key 类型对象的已排序集。用比较函数 比较 (Compare) 进行排序。搜索、移除和插入拥有对数复杂度。 set 通常以红黑树实现。

在每个标准库使用比较 (Compare) 概念的场所，用等价关系确定唯一性。不精确地说，若二个对象 a 与 b 相互间既不比较大于亦不比较小于： !comp(a, b) && !comp(b, a) ，则认为它们等价。

std::set 满足容器 (Container) 、具分配器容器 (AllocatorAwareContainer) 、关联容器 (AssociativeContainer) 和可逆容器 (ReversibleContainer) 的要求。

修改器

原位构造元素

std::set<Key,Compare,Allocator>::emplace

template< class... Args > std::pair<iterator,bool> emplace( Args&&... args );

(C++11 起)

 若容器中无拥有该关键的元素，则插入以给定的 args 原位构造的新元素到容器。

细心地使用 emplace 允许在构造新元素的同时避免不必要的复制或移动操作。 准确地以与提供给 emplace 者相同的参数，通过 std::forward<Args>(args)... 转发调用新元素的构造函数。 即使容器中已有拥有该关键的元素，也可能构造元素，该情况下新构造的元素将被立即销毁。

没有迭代器或引用被非法化。

参数

args

-

要转发给元素构造函数的参数

返回值

返回由指向被插入元素，或若不发生插入则为既存元素的迭代器，和指代插入是否发生的 bool （若发生插入则为 true ，否则为 false ）。

异常

若任何操作抛出异常，则此函数无效果。

复杂度

与容器大小成对数。

使用提示原位构造元素

std::set<Key,Compare,Allocator>::emplace_hint

template <class... Args> iterator emplace_hint( const_iterator hint, Args&&... args );

(C++11 起)

插入新元素到容器中尽可能接近于恰在 hint 前的位置。原位构造元素，即不进行复制或移动操作。

以提供给函数的参数准确相同者，以 std::forward<Args>(args)... 转发调用元素的构造函数。

没有迭代器或引用被非法化。

参数

hint	-	指向新元素将插入到其前的位置的迭代器
args	-	转发给元素构造函数的参数

返回值

返回指向新插入元素的迭代器。

若因元素已存在而插入失败，则返回指向拥有等价关键的既存元素的迭代器。

异常

若任何操作抛出异常，则此函数无效果（强异常保证）。

复杂度

通常与容器大小成对数，但若新元素正好被插入到 hint 之前则为均摊常数。

交换内容

std::set<Key,Compare,Allocator>::swap

void swap( set& other );		(C++17 前)
void swap( set& other ) noexcept(/* see below */);		(C++17 起)

将内容与 other 的交换。不在单个元素上调用任何移动、复制或交换操作。

所有迭代器和引用保持合法。尾后迭代器被非法化。

Pred 对象必须可交换 (Swappable) ，并用非成员 swap 的非限定调用交换它们。

若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_swap::value 为 true ，则用非成员 swap 的非限定调用交换分配器。否则，不交换它们（且若 get_allocator() != other.get_allocator() ，则行为未定义）。

(C++11 起)

参数

other

-

要与之交换内容的容器

返回值

（无）

异常

任何 Compare 对象交换所抛的异常。	(C++17 前)
noexcept 规定：   noexcept(std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal::value && std::is_nothrow_swappable<Compare>::value)	(C++17 起)

复杂度

常数。

调用示例

#include <iostream>
#include <forward_list>
#include <string>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <set>

using namespace std;

struct Cell
{
    int x;
    int y;

    Cell() = default;
    Cell(int a, int b): x(a), y(b) {}

    Cell &operator +=(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator +(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator *(const Cell &cell)
    {
        x *= cell.x;
        y *= cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator ++()
    {
        x += 1;
        y += 1;
        return *this;
    }


    bool operator <(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y < cell.y;
        }
        else
        {
            return x < cell.x;
        }
    }

    bool operator >(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y > cell.y;
        }
        else
        {
            return x > cell.x;
        }
    }

    bool operator ==(const Cell &cell) const
    {
        return x == cell.x && y == cell.y;
    }
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{
    os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";
    return os;
}

int main()
{
    auto generate = []()
    {
        int n = std::rand() % 10 + 100;
        Cell cell{n, n};
        return cell;
    };

    std::set<Cell> set1;
    for (size_t index = 0; index < 5; index++)
    {
        //插入以给定的 args 原位构造的新元素到容器。
        set1.emplace(std::rand() % 10 + 100, std::rand() % 10 + 100);
        std::cout << "set1:    ";
        std::copy(set1.begin(), set1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
        std::cout << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    std::set<Cell> set2;
    for (size_t index = 0; index < 5; index++)
    {
        //插入新元素到尽可能靠近恰在 hint 前的位置。原位构造元素，即不进行复制或移动操作。
        set2.emplace_hint(set2.cbegin(), std::rand() % 10 + 100, std::rand() % 10 + 100);
        std::cout << "set2:    ";
        std::copy(set2.begin(), set2.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
        std::cout << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;


    std::cout << "swap before:" << std::endl;
    std::set<Cell> set3{generate(), generate(), generate(), generate(), generate()};
    std::cout << "set3:    ";
    std::copy(set3.begin(), set3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::set<Cell> set4{generate(), generate(), generate(), generate(), generate()};
    std::cout << "set4:    ";
    std::copy(set4.begin(), set4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    //将内容与 other 的交换。不在单个元素上调用任何移动、复制或交换操作。
    set3.swap(set4);
    std::cout << "swap after:" << std::endl;
    std::cout << "set3:    ";
    std::copy(set3.begin(), set3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "set4:    ";
    std::copy(set4.begin(), set4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

输出