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C++如何使用std::set_intersection求集合交集_C++集合操作与std::set_intersection应用

尼克

尼克

发布时间:2025-11-23 16:21:06

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来源于php中文网

原创

std::set_intersection用于计算两个有序序列的交集,需包含头文件,要求输入序列已排序,可应用于vector等容器,使用时需确保输出容器有足够空间或用std::back_inserter动态插入,支持自定义比较函数,时间复杂度O(m+n)。

c++如何使用std::set_intersection求集合交集_c++集合操作与std::set_intersection应用

在C++中,std::set_intersection 是一个非常实用的算法函数,用于计算两个有序序列的交集,并将结果输出到另一个容器中。它定义在 gorithm> 头文件中,适用于任何支持随机访问迭代器的容器,比如 std::vectorstd::array 或原生数组,而不仅限于 std::set

使用前提:序列必须有序

std::set_intersection 要求输入的两个序列都已按相同规则排序(默认升序),否则结果未定义。由于 std::set 本身是有序结构,因此天然满足条件;但若使用 vector 等容器,则需提前调用 std::sort 排序。

基本语法如下:

template
OutputIt set_intersection(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                          InputIt2 first2, InputIt2 last2,
                          OutputIt d_first);

函数返回值是指向输出范围末尾的迭代器。

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基本使用示例

以下是一个使用 vector 求交集的典型例子:

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    std::vector a = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector b = {3, 4, 5, 6, 7};

    // 确保有序(这里已经有序)
    std::vector result;
    result.resize(std::min(a.size(), b.size())); // 预分配空间

    auto it = std::set_intersection(
        a.begin(), a.end(),
        b.begin(), b.end(),
        result.begin()
    );

    result.erase(it, result.end()); // 删除未使用的部分

    // 输出结果
    for (int x : result) {
        std::cout << x << " ";
    }
    // 输出: 3 4 5
}

注意:输出容器必须预先分配足够空间,否则会导致未定义行为。常用方法是调用 resize(),或使用 std::back_inserter 避免手动管理大小。

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使用 back_inserter 动态添加元素

如果不想预分配空间,可以结合 中的 std::back_inserter

std::vector result;
std::set_intersection(
    a.begin(), a.end(),
    b.begin(), b.end(),
    std::back_inserter(result)
);

这样每次插入都会自动调用 push_back,更安全灵活。

自定义比较函数

如果数据类型不支持默认小于比较,或需要降序处理,可传入自定义比较函数:

std::set_intersection(
    a.begin(), a.end(),
    b.begin(), b.end(),
    result.begin(),
    std::greater{}  // 用于降序排列的数据
);

此时两个输入序列必须按 greater 规则排序。

对于自定义类型,例如:

struct Person {
    int id;
    std::string name;
};

// 自定义比较:按 id 升序
auto cmp = [](const Person& a, const Person& b) {
    return a.id < b.id;
};

std::set_intersection(v1.begin(), v1.end(),
                      v2.begin(), v2.end(),
                      std::back_inserter(result),
                      cmp);

基本上就这些。只要保证数据有序、输出容器可写、比较逻辑一致,std::set_intersection 就能高效求出交集,时间复杂度为 O(m + n),适合处理大量数据的集合操作。

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