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C++集合set和multiset使用方法解析

P粉602998670

发布： 2025-09-12 08:18:01

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set不允许重复元素，multiset允许重复；两者均基于红黑树实现，自动排序，支持O(log n)插入、删除、查找；根据是否需去重选择容器类型。

c++集合set和multiset使用方法解析

在C++标准模板库（STL）中，set 和 multiset 是两种常用的关联式容器，它们基于红黑树实现，能够自动对元素进行排序，并提供高效的插入、删除和查找操作。虽然功能相似，但两者在元素唯一性上有重要区别。

set 的基本特性与使用

set 容器中存储的元素是唯一的，不允许重复。所有元素会按照默认升序自动排序（可自定义比较规则）。由于其底层是平衡二叉搜索树，插入、删除和查找的时间复杂度均为 O(log n)。

常用操作包括：

插入元素：使用 insert() 方法，若插入已存在的值，插入无效，返回一个 pair，其中 second 表示是否插入成功。
删除元素：可用 erase() 按值或迭代器删除。
查找元素：find() 返回指向元素的迭代器，若未找到则返回 end()。
遍历：支持从 begin() 到 end() 的正向遍历，顺序为从小到大。

示例代码：

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

int main() {
    set<int> s;
    s.insert(5);
    s.insert(3);
    s.insert(5); // 重复元素，插入失败
    for (int x : s) {
        cout << x << " "; // 输出：3 5
    }
    if (s.find(3) != s.end()) {
        cout << "\n3 存在";
    }
    return 0;
}

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multiset 的特点与应用场景

multiset 与 set 最大的不同是允许重复元素。它同样保持元素有序，但相同值可以多次插入。

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适用于需要维护有序序列且允许重复的场景，例如统计频率、维护成绩排名等。

主要操作与 set 类似，但在查找和删除时需注意：

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insert() 总是成功，返回新元素的迭代器。
find() 返回第一个匹配元素的迭代器。
count() 可获取某值出现的次数。
erase() 若按值删除，会删除所有匹配项；若按迭代器删除，仅删除该位置元素。

示例代码：

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

int main() {
    multiset<int> ms;
    ms.insert(5);
    ms.insert(3);
    ms.insert(5);
    cout << "5 出现次数：" << ms.count(5) << endl; // 输出 2
    for (int x : ms) {
        cout << x << " "; // 输出：3 5 5
    }
    return 0;
}

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自定义排序规则

默认情况下，set 和 multiset 按升序排列。可通过提供比较函数或函数对象来自定义排序方式。

例如，让元素按降序排列：

struct greater_cmp {
    bool operator()(const int& a, const int& b) const {
        return a > b;
    }
};

set<int, greater_cmp> s; // 降序 set
multiset<int, greater<int>> ms; // 使用标准库 greater

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对于自定义类型（如结构体），必须定义严格弱序比较规则，否则插入时会出错。