SGISTL源码探究-关联式容器:set

前言

在本小节中,我们将分析set容器,它的特性是,所有的元素会根据键值自动在set内部排序,set的键值就是实值,并且不允许两个相同值的元素在set中存在。并且set的元素值不能通过迭代器进行改变,因为一旦改变,就意味着set内部有序就被打破了。
set实现的机制和map一样,同样以红黑树作为底部实现,而关于set的操作,也只用调用红黑树提供的接口就行了。

set的实现

定义部分

#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATEStemplate <class Key, class Compare = less<Key>, class Alloc = alloc>#elsetemplate <class Key, class Compare, class Alloc = alloc>#endifclass set {public:  // typedefs:  //一些定义  typedef Key key_type;  typedef Key value_type;  typedef Compare key_compare;  typedef Compare value_compare;private:  typedef rb_tree<key_type, value_type,                  identity<value_type>, key_compare, Alloc> rep_type;  //红黑树  rep_type t;  // red-black tree representing setpublic:  typedef typename rep_type::const_pointer pointer;  typedef typename rep_type::const_pointer const_pointer;  typedef typename rep_type::const_reference reference;  typedef typename rep_type::const_reference const_reference;  typedef typename rep_type::const_iterator iterator;  typedef typename rep_type::const_iterator const_iterator;  typedef typename rep_type::size_type size_type;  typedef typename rep_type::difference_type difference_type;

构造函数

  // allocation/deallocation  //设置默认的大小比较标准  set() : t(Compare()) {}  //设置大小比较标准  explicit set(const Compare& comp) : t(comp) {}#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  //调用红黑树的insert_unique进行范围构造  template <class InputIterator>  set(InputIterator first, InputIterator last)    : t(Compare()) { t.insert_unique(first, last); }  template <class InputIterator>  set(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp)    : t(comp) { t.insert_unique(first, last); }  //重载操作符=    set(const set<Key, Compare, Alloc>& x) : t(x.t) {}  set<Key, Compare, Alloc>& operator=(const set<Key, Compare, Alloc>& x) {    t = x.t;    return *this;  }

常用操作

  // accessors:  //返回键值的比较标准  key_compare key_comp() const { return t.key_comp(); }  //由于set中key和value是同一个,所以这里也调用key_comp  value_compare value_comp() const { return t.key_comp(); }  //返回起始迭代器(STL中红黑树中返回的是最左节点)  iterator begin() const { return t.begin(); }  //返回末尾迭代器(STL中红黑树中返回的是header)  iterator end() const { return t.end(); }  bool empty() const { return t.empty(); }  size_type size() const { return t.size(); }  size_type max_size() const { return t.max_size(); }

插入/删除操作

  // insert/erase  //有了红黑树提供的接口,完成插入/删除操作很方便  typedef  pair<iterator, bool> pair_iterator_bool;  pair<iterator,bool> insert(const value_type& x) {    //insert_unique,不允许重复的值    pair<typename rep_type::iterator, bool> p = t.insert_unique(x);    //返回pair,第一个代表指向插入节点的迭代器,第二个代表插入是否成功    return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);  }  iterator insert(iterator position, const value_type& x) {    typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;    return t.insert_unique((rep_iterator&)position, x);  }#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  void insert(InputIterator first, InputIterator last) {    t.insert_unique(first, last);  }#else  void insert(const_iterator first, const_iterator last) {    t.insert_unique(first, last);  }  void insert(const value_type* first, const value_type* last) {    t.insert_unique(first, last);  }#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  /* 删除操作,也调用红黑树提供的erase即可   * 根据指定位置删除、指定值删除、范围删除重载了不同的版本   */  void erase(iterator position) {    typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;    t.erase((rep_iterator&)position);  }  size_type erase(const key_type& x) {    return t.erase(x);  }  void erase(iterator first, iterator last) {    typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;    t.erase((rep_iterator&)first, (rep_iterator&)last);  }  //这里也直接调用红黑树的clear函数,记住header没有被清除  void clear() { t.clear(); }

其他

  // set operations:  //以下也都是调用的红黑树提供的接口  iterator find(const key_type& x) const { return t.find(x); }  size_type count(const key_type& x) const { return t.count(x); }  iterator lower_bound(const key_type& x) const {    return t.lower_bound(x);  }  iterator upper_bound(const key_type& x) const {    return t.upper_bound(x);  }  pair<iterator,iterator> equal_range(const key_type& x) const {    return t.equal_range(x);  }  friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const set&, const set&);  friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const set&, const set&);};//重载操作符,都是调用的红黑树重载的操作符template <class Key, class Compare, class Alloc>inline bool operator==(const set<Key, Compare, Alloc>& x,                       const set<Key, Compare, Alloc>& y) {  return x.t == y.t;}template <class Key, class Compare, class Alloc>inline bool operator<(const set<Key, Compare, Alloc>& x,                      const set<Key, Compare, Alloc>& y) {  return x.t < y.t;}

例子

#include <iostream>#include <set>using namespace std;int main(){    set<int> s{1, 2, 3, 4, 5};    set<int>::iterator first = s.begin();    set<int>::iterator last = s.end();    while(first != last)    {        cout << *first << endl;        first++;    }    s.erase(s.begin(), s.end());    cout << "size:" << s.size() << endl;    s.insert(10);    s.insert(9);    set<int>::iterator ite1 = s.find(10);    if(ite1 != s.end())    {        //*ite1 = 20;        cout << "i find it" << endl;    }    else        cout << "not found" << endl;    return 0;}

针对关联式容器,我们应当使用其提供的find函数,而不应该使用stl中算法部分提供的find函数(顺序查找)。
当我们试图改变set的值时,编译会出错并提示向只读位置‘ite1.std::_Rb_tree_const_iterator<_Tp>::operator*<int>()’赋值。

小结

本小节中我们阅读了set容器的几乎全部源码,可以发现它只是将STL中的红黑树进行了一层封装,然后加上了自己的特性,所以实现的很简单,就连迭代器也是使用的红黑树中的。