STL源码剖析 [容器]（十四）[stl_set.h]



       set是关联容器。其键值就是实值，实值就是键值，不可以有重复，所以我们不能通过set的迭代器来改变set的元素的值，set拥有和list相同的特性：当对他进行插入和删除操作的时候，操作之前的迭代器依然有效。当然删除了的那个就没效了。set的底层结构是RB-tree，所以是有序的。stl中特别提供了一种针对set的操作的算法：交集set_intersection，并集set_union，差集set_difference。对称差集set_symeetric_difference，这些算法稍后会讲到。set里面的元素会根据键值自动排序，它不像map那样拥有实值value和键值key的对应，set只有实值。

stl_set.h的源码：

// Filename:    stl_set.h// Comment By:  凝霜// E-mail:      [e-mail]// Blog:        http://blog.csdn.net/mdl13412/* * * Copyright (c) 1994 * Hewlett-Packard Company * * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee, * provided that the above copyright notice appear in all copies and * that both that copyright notice and this permission notice appear * in supporting documentation.  Hewlett-Packard Company makes no * representations about the suitability of this software for any * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty. * * * Copyright (c) 1996,1997 * Silicon Graphics Computer Systems, Inc. * * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee, * provided that the above copyright notice appear in all copies and * that both that copyright notice and this permission notice appear * in supporting documentation.  Silicon Graphics makes no * representations about the suitability of this software for any * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty. *//* NOTE: This is an internal header file, included by other STL headers. *   You should not attempt to use it directly. */#ifndef __SGI_STL_INTERNAL_SET_H#define __SGI_STL_INTERNAL_SET_H__STL_BEGIN_NAMESPACE#if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32)#pragma set woff 1174#endif// 如果编译器不能根据前面模板参数推导出后面使用的默认参数类型,// 那么就需要手工指定, 本实作set内部元素默认使用less进行比较// 内部维护的数据结构是红黑树, 具有非常优秀的最坏情况的时间复杂度// 注意: set内不允许重复元素的存在, 如果插入重复元素,//      则会忽略插入操作#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:  //  在set中key就是value, value同时也是key  typedef Key key_type;  typedef Key value_type;  // 用于比较的函数  typedef Compare key_compare;  typedef Compare value_compare;private:  // 内部采用红黑树为数据结构, 其实现在<stl_tree.h>  // 由于我剖析的版本没有侯捷老师的详细, 给出的是侯捷老师的版本  typedef rb_tree<key_type, value_type,                  identity<value_type>, key_compare, Alloc> rep_type;  rep_type t;public:  // 标记为'STL标准强制要求'的typedefs用于提供iterator_traits<I>支持  // 注意: 迭代器, 引用类型都设计为const, 这是由set的性质决定的,  //      如果用户自行更改其数值, 可能会导致内部的红黑树出现问题  typedef typename rep_type::const_pointer pointer;            // STL标准强制要求  typedef typename rep_type::const_pointer const_pointer;  typedef typename rep_type::const_reference reference;        // STL标准强制要求  typedef typename rep_type::const_reference const_reference;  typedef typename rep_type::const_iterator iterator;          // STL标准强制要求  typedef typename rep_type::const_iterator const_iterator;  typedef typename rep_type::const_reverse_iterator reverse_iterator;  typedef typename rep_type::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;  typedef typename rep_type::size_type size_type;  typedef typename rep_type::difference_type difference_type;  // STL标准强制要求  set() : t(Compare()) {}  explicit set(const Compare& comp) : t(comp) {}#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  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); }#else  set(const value_type* first, const value_type* last)    : t(Compare()) { t.insert_unique(first, last); }  set(const value_type* first, const value_type* last, const Compare& comp)    : t(comp) { t.insert_unique(first, last); }  set(const_iterator first, const_iterator last)    : t(Compare()) { t.insert_unique(first, last); }  set(const_iterator first, const_iterator last, const Compare& comp)    : t(comp) { t.insert_unique(first, last); }#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  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;  }  // 返回用于key比较的函数  key_compare key_comp() const { return t.key_comp(); }  // 由于set的性质, value比较和key使用同一个比较函数  value_compare value_comp() const { return t.key_comp(); }  iterator begin() const { return t.begin(); }  iterator end() const { return t.end(); }  reverse_iterator rbegin() const { return t.rbegin(); }  reverse_iterator rend() const { return t.rend(); }  bool empty() const { return t.empty(); }  size_type size() const { return t.size(); }  size_type max_size() const { return t.max_size(); }  // 这里调用的是专用的swap, 不是全局的swap, 定于于<stl_tree.h>  void swap(set<Key, Compare, Alloc>& x) { t.swap(x.t); }  typedef  pair<iterator, bool> pair_iterator_bool;  // 返回的pair.second用于告知用户insert操作是否执行  // 为true则表示真正进行插入, 为false则表示set中已存在待插入元素,  // 不会重复插入  pair<iterator,bool> insert(const value_type& x)  {    pair<typename rep_type::iterator, bool> p = t.insert_unique(x);    return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);  }  // 在position处插入元素, 但是position仅仅是个提示, 如果给出的位置不能进行插入,  // STL会进行查找, 这会导致很差的效率  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 */  // 擦除指定位置的元素, 会导致内部的红黑树重新排列  void erase(iterator position)  {    typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;    t.erase((rep_iterator&)position);  }  // 会返回擦除元素的个数, 其实就是标识set内原来是否有指定的元素  size_type erase(const key_type& x)  {    return t.erase(x);  }  // 擦除指定区间的元素, 会导致红黑树有较大变化  void erase(iterator first, iterator last)  {    typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;    t.erase((rep_iterator&)first, (rep_iterator&)last);  }  // 好吧, clear all, 再见吧红黑树  void clear() { t.clear(); }  // 查找指定的元素  iterator find(const key_type& x) const { return t.find(x); }  // 返回指定元素的个数, 其实就是测试元素是否在set中  size_type count(const key_type& x) const { return t.count(x); }  // 返回小于当前元素的第一个可插入的位置  iterator lower_bound(const key_type& x) const  {    return t.lower_bound(x);  }  // 返回大于当前元素的第一个可插入的位置  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&);};// 比较两个set比较的是其内部的红黑树, 会触发红黑树的operatortemplate <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;}// 如果编译器支持模板函数特化优先级// 那么将全局的swap实现为使用set私有的swap以提高效率#ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDERtemplate <class Key, class Compare, class Alloc>inline void swap(set<Key, Compare, Alloc>& x,                 set<Key, Compare, Alloc>& y){  x.swap(y);}#endif /* __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER */#if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32)#pragma reset woff 1174#endif__STL_END_NAMESPACE#endif /* __SGI_STL_INTERNAL_SET_H */// Local Variables:// mode:C++// End:

set用法：

#include <iostream>#include <string>#include <set>#include <algorithm>#include <iterator>using namespace std;/* 联合容器将值与关键字联合在一起，使用关键字来查找值，* 提供元素的快速访问，插入元素不能指定位置，容器自动处理插入位置* STL 提供四种联合容器：set、multiset、map、multimap* set、multiset 存储一种元素，前者关键字不可重复，后者关键字可以重复。* map、multimap 存储一对元素键与值，前者关键字不可重复，后者关键字可以重复。*/int main(){    const int N = 3;    string s1[N] = {"xp","python","linux"};    string s2[N] = {"python","php","perl"};    set<string> sa(s1, s1 + N);// 声明一个集合sa，元素为数组s1    set<string> sb(s2, s2 + N);// 声明一个集合sb，元素为数组s2    set<string> sc;// 声明一个空集合sc    ostream_iterator<string, char> out (cout, " ");    copy(sa.begin(), sa.end(), out);    cout << "->set sa"<< endl;    copy(sb.begin(), sb.end(), out);    cout << "->set sb"<< endl;     set_union(sa.begin(), sa.end(), sb.begin(), sb.end(), out);    cout << "->set_union() 并集" << endl;    set_intersection(sa.begin(), sa.end(), sb.begin(), sb.end(), out);    cout << "->set_intersection() 交集" << endl;    set_difference(sa.begin(), sa.end(), sb.begin(), sb.end(), out);    cout << "->set_difference() 集合的差" << endl;    set_difference(sb.begin(), sb.end(), sa.begin(), sa.end(), out);    cout << "->set_difference() 集合的差" << endl;     set_union(sa.begin(), sa.end(), sb.begin(), sb.end(), insert_iterator<set<string> >(sc, sc.begin() ));    sc.insert("delphi");    copy(sc.begin(), sc.end(), out);    cout << "->set sc" << endl;     copy(sc.lower_bound("perl"), sc.upper_bound("python"), out);    cout << "->显示集合区间" << endl;     return 0;}