Контейнер set (множество)
Множество — это структура данных, эквивалентная множествам в математике. Множество состоит из различных элементов заданного типа и поддерживает операции добавления элемента в множество, удаления элемента из множества, проверка принадлежности элемента множеству. Одно и то же значение хранится в множестве только один раз.
Для представления множеств в библиотеке STL имеется контейнер set , который реализован при помощи сбалансированного двоичного дерева поиска (красно-черного дерева), поэтому множества в STL хранятся в виде упорядоченной структуры, что позволяет перебирать элементы множества в порядке возрастания их значений. Для использования контейнера set нужно подключить заголовочный файл <set> .
Подробней о возможностях контейнера set можно прочитать, например, на сайте cppreference.com.
В простейшем случае множество, например, данных типа int объявляется так:
Для добавления элемента в множество используется метод insert :
Для проверки принадлежности элемента множеству используется метод count . Этот метод возвращает количество вхождения передаваемого параметра в данный контейнер, но поскольку в множестве все элементы уникальные, то count для типа set всегда возвращает 0 или 1. То есть для проверки принадлежности значения x множеству S можно использовать следующий код:
Для удаления элемента используется метод erase . Ему можно передать значение элемента, итератор, указывающий на элемент или два итератора (в этом случае удаляется целый интервал элементов, содержащийся между заданными итераторами). Вот два способа удалить элемент x :
Метод size() возвращает количество элементов в множестве, метод empty() , возвращает логическое значение, равное true , если в множестве нет элементов, метод clear() удаляет все элементы из множества.
Итераторы
С итераторами контейнера set можно выполнять операции инкремента (что означает переход к следующему элементу) и декремента (переход к предыдущему элементу). Итераторы можно сравнивать на равенство и неравенство. Операции сравнения итераторов при помощи «<«, «<=», «>», «> page_code_style»>begin() , который возвращает итератор на первый элемент множества, и метод e nd() , который возвращает фиктивный итератор на элемет, следующий за последним элементом в множестве. Таким образом, вывести все элементы множества можно так:
set <int>::iterator it;
for (it = S.begin(); it != S.end(); ++it)
Благодаря тому, что множества хранятся в упорядоченном виде, все элементы будут выведены в порядке возрастания значений.
В стандарте C++11 разрешается перебор всех элементом множества при помощи range-based цикла:
for (auto elem: S)
Элементы также будут выведены в порядке возрастания.
Для вывода элементов в порядке убывания можно использовать reverse_iterator аналогично векторам:
for (auto it = S.rbegin(); it != S.rend(); ++it)
Функции удаления элементов могут принимать итератор в качестве параметра. В этом случае удаляется элемент, на который указывает итератор. Например, чтобы удалить наименьший элемент:
Но для удаления последнего (наибольшего) элемента в set нельзя использовать reverse_iterator, нужно взять обычный итератор, указывающий на end(), уменьшить и удалить:
auto it = S.begin();
Поиск элемента в set
Для поиска конкретного элемента в set используется метод find . Этот метод возвращает итератор на элемент, а если элемент не найден, то он возвращает итератор end() (т.е. на фиктивный элемент, следующий за последним элементом множества. Используя этот метод проверить принадлежность элемента множеству можно так:
Также есть методы lower_bound и upper_bound , которые находят первых элемент, больше или равный x и первый элемент, строго больший x (аналогично двоичному поиску элемента в массиве).
Эти методы также возвращают итераторы, а если таких элементов (больше или равных или строго больших) нет в множестве, они возвращают end() .
Например, удалить из set минимальный элемент, строго больший x можно так:
Множества и мультимножества
В STL есть замечательный контейнер — set , он реализует такие сущности как множество и мультимножество. По сути это контейнеры, которые содержат некоторое количество отсортированных элементов. Да, именно так, при добавлении нового элемента в множество он сразу становится на свое место так, чтобы не нарушать порядка сортировки. Потому как в множестве и мультимножестве все элементы сортируются автоматически. Но вот вопрос, в чем же разница между множествами и мультимножествами? Множества содержат только уникальные элементы, а мультимножества могут содержать дубликаты, вот такая вот небольшая разница.
Для того, чтобы использовать множество или мультимножество необходимо подключить следующий заголовочный файл:
Давайте рассмотрим простой пример использования множества в программе:
Чтобы объявить множество, необходимо подключить заголовочный файл set , это сделано в строке 2. Для объявления множества необходимо воспользоваться классом set , строка 8. То есть в восьмой строке, мы создали объект — множество с именем mySet , элементы которого имеют тип данных char . Строки 11-18 добавляют в множество новые элементы, до этого, множество было пустое. Чтобы добавить элемент в множество, достаточно воспользоваться методом insert() , которому в параметре передать новый элемент. Ну и в строке 20 как обычно выполняется вывод множества на экран, с помощью функции copy() . Смотрим результат работы программы:
А теперь давайте по порядку будем разбираться, почему же у нас получился такой вывод программы. Во-первых, обратите внимание на порядок добавления элементов в коде, строки 11-18, и на реальный порядок расположения этих элементов в множестве. Порядок ввода и реальный порядок элементов в множестве — разный, это связано с тем, что элементы множества автоматически сортируются. Еще одной очень важной деталью является то, что в множество не сохранились дубликаты, хотя дубликаты были при добавлении элементов в множество. Как видно в выводе программы, каждый элемент множества уникален.
Сра зу же хочу обратить ваше внимание на то, что это программа была простым примером использования МНОЖЕСТВА. Давайте немного переделаем эту программу:
Я изменил всего одну строку, чтобы показать пример с мультимножеством. Как вы уже могли догадаться, достаточно было вместо класса set воспользоваться классом multiset — класс мультимножества. Весь остальной код не меняем и смотрим на результат работы программы:
Результат другой, так как мультимножество может хранить дубликаты элементов, все введенный буквы — сохранились. Ну и конечно все элементы отсортировались, как и в множестве. Из всего этого стоит запомнить то, что порядок ввода элементов в множество никак не влияет на порядок хранения в множестве. А также, мультимножество умеет хранить дубликаты, в отличие от множества. Если вам нужно объявить множество ,используйте класс set , если же вы хотите объявить мультимножество — воспользуйтесь классом multiset .
Автоматическая сортировка элементов в множествах накладывает определенные ограничения. Например, в множествах нельзя изменить значение какого-то элемента напрямую, так как это могло бы сломать сортировку. Поэтому, если вам сильно нужно это сделать, вы сначала должны удалить старый элемент, а потом добавить новый. Рассмотрим пример программы с удалением и добавлением нового элемента:
В этом примере мы сначала удаляем элемент множества, это делается в строке 26, с помощью метода erase() . Потом мы добавляем новый элемент, строка 33. Кроме этого, обратите внимание на метод — find() , строка 25, он возвращает указатель на первый элемент множества, который равен его аргументу. Еще один интересный метод, которым мы воспользовались в программе называется — lower_bound() , строка 32. Метод lower_bound() возвращает указатель на первый элемент множества, значение которого больше либо равно аргументу. Вот вывод программы:
Все эти операции, в программах выше, характерны и для мультимножеств, поэтому отдельные примеры для мультимножеств не вижу смысла показывать. На этом пока все, это была вводная статья по множествам, надеюсь все было понятно.
Как получить элемент из set C++?
set — это контейнер, который автоматически сортирует добавляемые элементы в порядке возрастания. Но при добавлении одинаковых значений, .
Как получить элемент set C++?
Поиск элемента в set Для поиска конкретного элемента в set используется метод find . Этот метод возвращает итератор на элемент, а если элемент не найден, то он возвращает итератор end() (т. е. на фиктивный элемент, следующий за последним элементом множества.
Как вывести элементы set?
Для удаления элемента из set необходимо вызвать метод erase(. ), передав ему один элемент — элемент, который следует удалить, либо итератор, указывающий на удаляемый элемент. set s; . s. insert(54); . s. erase(29); s.
Что делает set в С ++?
Класс set контейнера стандартной библиотеки C++ используется для хранения и извлечения данных из коллекции. Значения элементов в элементе set являются уникальными и служат ключевыми значениями, по которым данные автоматически упорядочены. Значение элемента в элементе set не может быть изменено напрямую.
Как узнать количество элементов в set C++?
count() — количество элементов в контейнере, S. find(a) — найти элемент a в контейнере, S.
Как достать элемент из множества?
Удаление элемента из множеств Элементы могут быть удалены при помощи обоих методов discard() и remove() . Помните, что метод discard() не будет выдавать ошибку, если элемент не был найден во множестве. Однако, если метод remove() используется и элемент не был найден, возникнет ошибка.
Чем Map отличается от set C++?
Название происходит от mapping — ассоциативный массив. Операции на нём практически тождественны set, однако в элементах контейнера хранится не одно значение, а пары ключ-значение.
Как перебрать set?
Перебор объекта Set Мы можем перебрать содержимое объекта set как с помощью метода for..of , так и используя forEach : let set = new Set([«апельсин», «яблоко», «банан»]); for (let value of set) alert(value); // то же самое с forEach: set.
Что такое std :: set?
std::set является ассоциативным контейнером, который содержит отсортированный набор уникальных объектов типа Key . Сортировка выполняется с помощью функции сравнения ключей Compare . Операции поиска, удаления и вставки имеют логарифмическую сложность. Наборы обычно реализуются как красно-черные деревья .
Как добавить элементы в set?
Чтобы добавить один элемент в set используйте метод add() . Чтобы добавить больше одного — метод update() .
Set и multiset в C++: что это такое и как с ними работать
Сегодня мы разберем еще два контейнера STL, которые очень похожи между собой — set и multiset.
Что такое set и multiset
set — это контейнер, который автоматически сортирует добавляемые элементы в порядке возрастания. Но при добавлении одинаковых значений, set будет хранить только один его экземпляр. По другому его еще называют множеством.
multiset — это контейнер, который также будет содержать элементы в отсортированном порядке при добавлении, но он хранит повторяющееся элементы, по сравнению с множеством set. Часто его называют мультимножество.
Из-за того, что set построен на списках нельзя обратиться к определенному элементу по индексу, как в массиве или векторе:
Для этого придется оперировать итераторами.
Как создать set и multiset
Для использование, с самого начала нужно подключить единственную библиотеку — <set> .
Далее используем данную конструкцию:
- [тип] — это тип данных для нашего контейнера.
- [имя] — название нашего контейнера.
Чтобы добавить новый элемент нужно использовать функцию insert() :
Добавление происходит за log n. n — это размер контейнера.
Возможно понадобиться изменить сторону сортировки в обратную (по-убыванию) для этого можно сделать с помощью greater , вот так:
- В каждом из пунктов [тип] должен быть одинаковый.
Также можно добавлять значения при инициализации контейнеров:
Но это можно делать только в C++ 11 и выше.
Итераторы для multiset и set
Вот как выглядит создание итератора:
Чтобы итератор работал на определенный set или multiset, [тип] должен совпадать с типом контейнера.
Для использование итераторов подключение посторонних библиотек будет лишним. Итераторы уже включены в библиотеку — <iostream> . А если будут нужны, то они находятся в библиотеке — <iterator> .
При создании итератора для set и multiset нужно знать, что мы сможем только наблюдать за их значением. Это значит, что мы не сможем изменять значения существующих элементов.
Подробнее об итераторах и как улучшить жизнь применяя их, здесь.
Вот что можно делать с итератором на множество и мультимножество:
- Использование операции разыменования — * .
- Сравнивать итераторы на равенство ( == ) и неравенство ( != ).
- Увеличивать или уменьшать итератор, с помощью инкремента ( ++ ) и декремента ( — ).
Но также у него есть свои ограничения:
- Нельзя изменять итератор используя операции сложения ( + ), умножение ( * ), деления ( / ).
- Также нельзя сравнивать итераторы знака