C++ STL 中的集合数组

在 C++ STL 中，有很多容器可以用来存储数据。其中，集合和数组是两种最常用的容器之一。在本文中，我们将会简要介绍这两种容器。

集合

集合是一种不允许重复元素的容器。C++ STL 提供了两种集合：set 和 unordered_set。

set

set 是一种基于红黑树实现的有序集合。

定义

可以如下定义一个 set：

#include <set>

std::set<int> s;  // 定义一个空的 set

插入元素

插入元素可以使用 insert() 方法：

// 插入一个元素
s.insert(42); 

// 向 set 中插入多个元素
s.insert({1, 2, 3, 4, 5});

删除元素

删除元素使用 erase() 方法：

// 删除一个元素
s.erase(42);

// 删除一个范围内的元素
s.erase(s.begin(), s.end());

遍历集合

使用迭代器进行遍历：

for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
  std::cout << *it << " ";
}

Set 的特性

set 的一些特性：

1. set 中元素不可重复。
2. set 中的元素默认按照升序排列。
3. set 由红黑树实现，插入、删除、查询的时间复杂度均为 O(log n)。

unordered_set

unordered_set 是一种基于哈希表实现的无序集合。

定义

可以如下定义一个 unordered_set：

#include <unordered_set>

std::unordered_set<int> s;  // 定义一个空的 unordered_set

插入元素

插入元素可以使用 insert() 方法：

// 插入一个元素
s.insert(42); 

// 向 unordered_set 中插入多个元素
s.insert({1, 2, 3, 4, 5});

删除元素

删除元素使用 erase() 方法：

// 删除一个元素
s.erase(42);

// 删除一个范围内的元素
s.erase(s.begin(), s.end());

遍历集合

使用迭代器进行遍历：

for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
  std::cout << *it << " ";
}

unordered_set 的特性

unordered_set 的一些特性：

1. unordered_set 中元素不可重复。
2. unordered_set 中的元素没有特定的顺序。
3. unordered_set 的底层实现是哈希表，插入、删除、查询的时间复杂度均为 O(1)。

数组

数组是一种可以容纳一组固定大小元素的容器。在 C++ STL 中，有两种数组：array 和 vector。

array

array 是一种用于存储固定大小元素的容器。与其他容器不同，array 中的元素数量是固定的。

定义

可以如下定义一个 array：

#include <array>

std::array<int, 5> a;  // 定义一个大小为 5 的空 array

插入元素

可以使用下标操作符 []：

a[0] = 42;
a[1] = 3;
a[2] = 14;
a[3] = 15;
a[4] = 92;

或者使用 at() 方法：

a.at(0) = 42;
a.at(1) = 3;
a.at(2) = 14;
a.at(3) = 15;
a.at(4) = 92;

删除元素

因为 array 中的元素数量是固定的，所以无法删除元素。

遍历数组

使用下标操作符或迭代器进行遍历：

for (int i = 0; i < a.size(); ++i) {
  std::cout << a[i] << " ";
}

for (auto it = a.begin(); it != a.end(); ++it) {
  std::cout << *it << " ";
}

for (int& x : a) {
  std::cout << x << " ";
}

array 的特性

array 的一些特性：

1. array 的大小固定，无法插入或删除元素。
2. array 可以使用下标操作符或迭代器访问元素。
3. array 的初始化可以是列表初始化或默认初始化。

vector

vector 是一种动态数组，可以容纳任意数量的元素。

定义

可以如下定义一个 vector：

#include <vector>

std::vector<int> v;  // 定义一个空的 vector

插入元素

可以使用 push_back() 方法：

v.push_back(42);
v.push_back(3);
v.push_back(14);
v.push_back(15);
v.push_back(92);

或者使用 insert() 方法：

v.insert(v.begin(), 42);    // 在起始位置插入一个元素
v.insert(v.end(), {1, 2, 3});   // 在末尾插入多个元素

删除元素

可以使用 pop_back() 方法：

v.pop_back();   // 删除最后一个元素

或者使用 erase() 方法：

v.erase(v.begin());     // 删除起始位置的元素
v.erase(v.begin() + 2);   // 删除偏移量为 2 的元素

遍历数组

使用下标操作符或迭代器进行遍历：

for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
  std::cout << v[i] << " ";
}

for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
  std::cout << *it << " ";
}

for (int& x : v) {
  std::cout << x << " ";
}

vector 的特性

vector 的一些特性：

1. vector 的大小是动态的，可以随时插入或删除元素。
2. vector 可以使用下标操作符或迭代器访问元素。
3. vector 的底层实现是动态数组，插入、删除、查询的时间复杂度均为 O(1) 或 O(n)。

总结

在本文中，我们简要介绍了 C++ STL 中的集合和数组。集合是一种不允许重复元素的容器，有 set 和 unordered_set 两种实现；数组则是一种可以容纳固定或动态大小元素的容器，有 array 和 vector 两种实现。根据实际需要，可以选择合适的容器来存储数据。