C++ set用法详解_C++ set去重原理与自定义排序规则

set通过红黑树实现自动排序与去重,插入、删除、查找时间复杂度为O(log n),基于比较函数判断唯一性而非等于操作,支持自定义排序规则,适用于需有序无重复数据的场景。

c++ set用法详解_c++ set去重原理与自定义排序规则

在C++中,set 是一个非常实用的关联容器,位于 #include 头文件中。它能够自动对元素进行排序,并保证元素的唯一性(即去重)。这使得 set 在处理需要有序且无重复数据的场景中非常高效。

set 基本特性

set 的底层通常由红黑树(一种自平衡二叉搜索树)实现,因此具备以下特点:

元素自动排序:插入后按升序排列(默认) 不允许重复元素:相同值只能存在一份 插入、删除、查找的时间复杂度为 O(log n) 不支持通过下标访问,需使用迭代器遍历

基本用法示例如下:

#include #include using namespace std;int main() {    set s;    s.insert(5);    s.insert(2);    s.insert(8);    s.insert(2); // 重复插入无效    for (int x : s) {        cout << x << " "; // 输出:2 5 8    }    return 0;}

set 去重原理

set 能够去重,关键在于其插入逻辑。每次调用 insert() 时,set 会先通过比较函数查找是否存在相同值的节点。由于底层是二叉搜索树结构,查找过程基于“键值比较”。

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对于基本类型(如 int、double),set 使用默认的小于运算符 判断是否相等。两个元素 a 和 b 被认为“相等”,当且仅当:

!(a

这意味着只要 a 不小于 b,同时 b 也不小于 a,就视为相同元素,插入失败。这种机制避免了对 == 操作符的依赖,而是基于排序关系判断唯一性。

因此,即使你插入两个“数值相同”的元素,set 也会根据比较规则识别为重复项,从而实现去重。

自定义排序规则

默认情况下,set 按升序排列。若想改变排序方式,比如降序或按自定义逻辑排序,可以通过提供比较函数或仿函数来实现。

以降序为例:

struct greater_cmp {    bool operator()(const int& a, const int& b) const {        return a > b;    }};set s;// 或使用标准库提供的 greater// set<int, greater> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(8);for (int x : s) {    cout << x << " "; // 输出:8 5 2}

对于自定义类型(如结构体),必须显式提供比较规则:

struct Person {    string name;    int age;    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}};struct cmp_person {    bool operator()(const Person& a, const Person& b) const {        if (a.age != b.age) return a.age < b.age;        return a.name < b.name;    }};set people;people.insert(Person("Alice", 25));people.insert(Person("Bob", 20));people.insert(Person("Charlie", 25)); // 同龄但名字不同,仍可插入

注意:比较函数必须严格定义“严格弱序”(strict weak ordering),否则可能导致未定义行为。返回 true 表示第一个参数应排在第二个之前。

常见操作与技巧

除了 insert,set 还提供多种常用方法:

find(x):查找元素,返回迭代器,未找到则返回 end() count(x):返回 0 或 1(因唯一性) erase(x):删除指定值或迭代器指向的元素 size():元素个数 empty():判断是否为空

利用 find 可以判断某个值是否已存在:

if (s.find(5) != s.end()) {    cout << "5 exists in set" << endl;}

基本上就这些。掌握 set 的去重机制和自定义排序,能让你在去重+排序的一体化处理中游刃有余。关键是理解它依赖“比较函数”而非“等于判断”来实现唯一性,这也是其强大灵活性的来源。

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