c++ set/multiset容器

在C++标准库中，set 和 multiset 是两种非常有用的关联容器，它们包含唯一元素（对于set）或可重复元素（对于multiset），并且默认情况下这些元素都是自动排序的。它们通过键（即存储的元素本身）来存储和检索元素，因此这些容器中的元素都是唯一的（对于set）或者可以有重复的（对于multiset）。

以下是set和multiset的一些基本用法：

引入头文件

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#include <set>  
#include <iostream>

声明和初始化

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// 声明set，自动对int类型元素排序  
std::set<int> s;  
  
// 声明multiset，允许int类型元素重复  
std::multiset<int> ms;  
  
// 初始化  
std::set<int> s = {1, 2, 3, 4, 5};  
std::multiset<int> ms = {1, 2, 2, 3, 3, 3};

插入元素

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s.insert(6);  
ms.insert(4);  
ms.insert(4); // 在multiset中，可以插入重复元素

查找元素

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if (s.find(3) != s.end()) {  
    std::cout << "3 is in the set.\n";  
}  
  
// 对于multiset，可以使用count方法来查找元素的数量  
size_t count_of_3 = ms.count(3);  
std::cout << "There are " << count_of_3 << " 3s in the multiset.\n";

遍历元素

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for (const auto& elem : s) {  
    std::cout << elem << " ";  
}  
std::cout << '\n';  
  
for (const auto& elem : ms) {  
    std::cout << elem << " ";  
}  
std::cout << '\n';

删除元素

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s.erase(3); // 删除set中的元素3（如果存在）  
ms.erase(4); // 删除multiset中所有值为4的元素  
  
// 也可以通过迭代器删除元素  
auto it = ms.find(2);  
if (it != ms.end()) {  
    ms.erase(it); // 删除迭代器指向的元素  
}

其他操作

size()：返回容器中元素的数量。
empty()：如果容器为空，则返回true。
clear()：删除容器中的所有元素。
lower_bound(key) 和 upper_bound(key)：返回指向不小于（大于）给定键的第一个元素的迭代器。这两个函数对于实现范围查找特别有用。
这里详细声明 lower_bound(key) 和 upper_bound(key)

lower_bound(key)

lower_bound(key)函数返回一个迭代器，指向第一个不小于（即大于或等于）key的元素。如果key不在容器中，则返回指向容器中第一个大于key的位置的迭代器，如果容器中没有任何元素大于key，则返回end()迭代器

upper_bound(key)

upper_bound(key)函数返回一个迭代器，指向第一个大于key的元素。如果key不在容器中，或者key是容器中的最后一个元素，则返回end()迭代器。

示例：

假设我们有一个multiset<int>容器ms，包含以下元素：1 2 2 3 4 4 4 5。

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std::multiset<int> ms = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 4, 5};  
  
auto lb = ms.lower_bound(3); // lb指向第一个不小于3的元素，即3  
auto ub = ms.upper_bound(3); // ub指向第一个大于3的元素，即4  
  
// 遍历[lb, ub)范围内的元素  
for (auto it = lb; it != ub; ++it) {  
    std::cout << *it << ' '; // 输出：3  
}  
  
lb = ms.lower_bound(4); // lb指向第一个不小于4的元素，即4  
ub = ms.upper_bound(4); // ub指向第一个大于4的元素，即5  
  
// 遍历[lb, ub)范围内的元素  
for (auto it = lb; it != ub; ++it) {  
    std::cout << *it << ' '; // 输出：4 4 4  
}

这两个函数通常用于在有序容器中实现范围查找，特别适用于需要查找一个键的多个相同值的情况（如在multiset中）。
由于set和multiset是自动排序的，所以这些操作的时间复杂度都是对数级别的。

请注意，set和multiset的迭代器是稳定的，这意味着在插入或删除元素时，不会使指向其他元素的迭代器失效（除了指向被删除元素的迭代器）。