[学习C++]STL 算法vector/set集合-交集,并集,差集,对称差

版权声明：本文为博主原创文章，https://blog.csdn.net/kalilili/article/details/42177279

针对这里提及的四个集合运算必须特别注意： 
1、第一个算法需保证第一集合和第二集合有序，并从小到大排序，内部使用默认“<”操作符比较元素大小； 

2、第二个算法需保证第一集合和第二集合有序，排序方式参照Compare确定，内部使用Compare比较元素大小。

1 -- set_intersection(交集)

  
  
template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_intersection( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result);

template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator, class Compare>
OutputIterator set_intersection( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp);
  
  

该函数用于求两个集合的交集，结果集合中包含所有同时属于第一个集合和第二个集合的元素。例如：集合{1,2,3,7,9}和{3,4,5,7}的交集为{3,7}。 
函数返回值：结果集合的结束位置的back_insert_iterator(和普通的迭代器不样)。
参数：

（第一个集合的开始位置，第一个集合的结束位置，第二个参数的开始位置，第二个参数的结束位置，结果集合的插入迭代器（inserter(result, result.begin())））

对于第二个算法，Compare指定用于比较元素大小的仿函数。 

2 -- set_union(并集)

  
  
template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_union( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result);

template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator, class Compare>
OutputIterator set_union( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp);
  
  

该函数用于求两个集合的交集，结果集合中包含所有同时属于第一个集合和第二个集合的元素。例如：集合{1,2,3,7,9}和{3,4,5,7}的并集为{1,2,3,4,5,7}。 

3 -- set_difference(差集)

  
  
template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_difference( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result);

template < class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator, class Compare>
OutputIterator set_difference( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp);
该函数用于求两个集合的差集，结果集合中包含所有属于第一个集合但不属于第二个集合的元素。例如：集合{ 1, 2, 3, 7, 9}和{ 3, 4, 5, 7}的差集为{ 1, 2, 9}。
  
  

该函数用于求两个集合的差集，结果集合中包含所有属于第一个集合但不属于第二个集合的元素。例如：集合{1,2,3,7,9}和{3,4,5,7}的差集为{1,2,9}。 

4 -- set_symeetric_difference(对称差集)

  
  
template< class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_symmetric_difference( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result);

template< class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator, class Compare>
OutputIterator set_symmetric_difference( InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2,
InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp);
  
  

数学上，两个集合的对称差集是只属于其中一个集合，而不属于另一个集合的元素组成的集合。也就是说对称差集是去除同时出现在两个集合中的元素后，两集合其他元素组成的集合。例如：集合{1,2,3,7,9}和{3,4,5,7}的对称差为{1,2,4,5,9}。集合论中的这个运算相当于布尔逻辑中的异或运算。集合A和B的对称差通常表示为AΔB。 

应用举例（以并集为例）：

第一类--两个数组求并：

  
  
// set_union example
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

int main () {
int first[] = { 5, 10, 15, 20, 25};
int second[] = { 50, 40, 30, 20, 10};
vector< int> v; // 也可以用set<int> // 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
vector< int>::iterator it;

sort (first,first+ 5); // 5 10 15 20 25
sort (second,second+ 5); // 10 20 30 40 50

set_union (first, first+ 5, second, second+ 5, inserter(v, v.begin()));
// 5 10 15 20 25 30 40 50 0 0
for( vector< int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++)
       cout<<*it<< " ";
return 0;
}
  
  

 第二类两个set求并：

  
  
#include <set>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;


int main(void)
{
   set< int> a,b,c; //c也可以定义成vector
   a.insert( 1);
   a.insert( 6);
   a.insert( 6);
   b.insert( 2);
   b.insert( 6);
   b.insert( 9);


   //最后一个参数若使用c.begin()会产生编译错误assignment of read-only localtion.


   set_union(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end(), inserter(c, c.begin()));
   for( set< int>::iterator it=c.begin();it!=c.end();it++)
       cout<<*it<< " ";


   return 0;
}
  
  

第三类--两个vector之间求并：

  
  
#include <vector>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
vector< int> a,b,c;
for( int e= 0;e< 10;e++)
{
a.push_back(e);
b.push_back(e+ 5);
}
//最后一个参数若使用c.begin(),运行时会出错“Segmentation fault (core dumped)”.
set_union(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),inserter(c, c.begin()));
for( vector< int>::iterator it=c.begin();it!=c.end();it++)
cout<<*it<< " ";
return 0;
}
  
  

注意事项： 函数参数的最后一个参数是插入迭代器，是因为这个函数内部有对结果集合的插入过程，必须用到插入函数，若不需要插入就用普通迭代器即可，就提前就把结果集合的内存空间扩大。

比如：

  
  
#include <vector>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
vector< int> a,b,c( 20); //初始化c中有20个0
for( int e= 0;e< 10;e++)
{
a.push_back(e);
b.push_back(e+ 5);
}
//最后一个参数若使用c.begin(),运行时会出错“Segmentation fault (core dumped)”.
set_union(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),c.begin());
for( vector< int>::iterator it=c.begin();it!=c.end();it++)
cout<<*it<< " ";
return 0;
}
  
  

若改为c（3）会出现3个元素，最后RE。

此时函数的最后一个参数是普通迭代器，函数的返回值也不再是插入迭代器，也变成了普通迭代器（指向结果集合的最后一个插入元素（非0的））

比如：

  
  
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

int main () {
int first[] = { 5, 10, 15, 20, 25};
int second[] = { 50, 40, 30, 20, 10};
vector< int> v( 10); // 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
vector< int>::iterator it;

sort (first,first+ 5); // 5 10 15 20 25
sort (second,second+ 5); // 10 20 30 40 50

it=set_union (first, first+ 5, second, second+ 5,v.begin()); // 5 10 15 20 25 30 40 50 0 0
//如果v.begin()改成inserter(v, v.begin())，函数返回值是插入迭代器，就会出现编译错误，错误信息：
/*E:\Users\amdi\Desktop\zuoye.cpp|165|error: no match for 'operator=' (operand types are 'std::vector<int>::iterator { aka __gnu_cxx::__normal_iterator<int*, std::vector<int> >}' and 'std::insert_iterator<std::vector<int> >')| */
cout << "union has " << int(it - v.begin()) << " elements.\n";
return 0;
}
  
  

所以求结果集合的元素个数除了用result.size()以外，也可以用以上程序的方法，不过建议还是用插入迭代器，用result.size（）毕竟用普通迭代器的问题范围小，而且不方便（我们可能不想去预知结果集合的大小）。