C++ 中 std::set 的用法

C++ 中 `std::set` 的用法

std::set 是 C++ STL 中的关联容器，基于红黑树实现，具有以下特点：

元素唯一（自动去重）。
元素自动有序（默认从小到大排序）。
支持快速插入、删除、查找（时间复杂度 O(log N)）。
常用于需要维护有序唯一元素的场景。

头文件：#include <set>

基本声明：

cpp 复制代码

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

set<int> s;  // 默认从小到大排序
set<int, greater<int>> s_desc;  // 从大到小排序（greater 是比较器）

常见操作

插入：s.insert(x);（如果已存在则不插入）
删除：s.erase(x);（删除值为 x 的元素）或 s.erase(it);（删除迭代器指向的元素）
查找：s.find(x);（返回迭代器，若不存在返回 s.end()）
计数：s.count(x);（返回 0 或 1，因为唯一）
大小：s.size();
清空：s.clear();
下界/上界 ：
- s.lower_bound(x);：返回 >= x 的第一个元素的迭代器
- s.upper_bound(x);：返回 > x 的第一个元素的迭代器

遍历：

cpp 复制代码

for(auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}
// 或 C++11 范围 for
for(int x : s) {
    cout << x << " ";
}

几个常见例子

去重并排序（经典应用：明明的随机数）

cpp 复制代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    int n; cin >> n;
    set<int> s;
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        int x; cin >> x;
        s.insert(x);  // 自动去重并排序
    }
    for(int x : s) cout << x << endl;
    return 0;
}

维护动态有序集合，求前后继（如营业额统计，求每个数与最近数的差）

cpp 复制代码

set<int> s;
s.insert(first_value);  // 插入第一个
long long ans = 0;
for(each new value x) {
    auto it = s.insert(x).first;  // 插入并获取迭代器
    if(it != s.begin()) {
        auto prev = prev(it);  // C++11 前驱
        ans += *it - *prev;
    }
    if(next(it) != s.end()) {
        ans += *next(it) - *it;
    }
    // ... 更新最小等
}

检查是否存在 + 快速查找

cpp 复制代码

set<string> forbidden;
forbidden.insert("badword1");
forbidden.insert("badword2");
string word; cin >> word;
if(forbidden.count(word)) {
    cout << "禁止词！" << endl;
}

木材仓库问题（插入/查询/删除相同长度的木材）

cpp 复制代码

multiset<int> ms;  // 如果允许重复，用 multiset
// 或用 set + map 记录次数

洛谷和力扣（LeetCode）上的经典题目推荐

这些题目都很适合练习 set 的插入、查找、下界等操作。

洛谷（Luogu）经典题目：

P5250 【深基17.例5】木材仓库 ：经典 set/multiset 应用，维护木材长度，查询是否有相同长度。
链接：https://www.luogu.com.cn/problem/P5250
P2234 [HNOI2002]营业额统计 ：用 set 维护已出现数字，lower_bound/upper_bound 求最近差值。
链接：https://www.luogu.com.cn/problem/P2234
P3370 【模板】字符串哈希 ：用 set 存储哈希值去重统计不同字符串数（简单去重）。
链接：https://www.luogu.com.cn/problem/P3370
NOIP2006 明明的随机数（或类似去重排序题）：直接 set 插入遍历输出。
P5266 【深基17.例6】学籍管理：set 维护学生信息，查询是否存在。

洛谷有专门的"【数据结构1-3】集合"题单，推荐直接刷：https://www.luogu.com.cn/training/158850#problems（包含更多 set 练习题）。

力扣（LeetCode）经典题目：

217. Contains Duplicate ：用 set 检查是否有重复元素。
链接：https://leetcode.cn/problems/contains-duplicate/
414. Third Maximum Number ：用 set 维护唯一元素，找第三大。
链接：https://leetcode.cn/problems/third-maximum-number/
645. Set Mismatch ：找重复和缺失的数字，可用 set。
链接：https://leetcode.cn/problems/set-mismatch/
90. Subsets II （子集 II）：处理重复元素时用 set 去重（或排序+跳过）。
链接：https://leetcode.cn/problems/subsets-ii/
349. Intersection of Two Arrays ：用 set 求两个数组交集。
链接：https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/