C++中的set与multiset：深入解析其用法与区别

集合容器的基础知识：set vs multiset

在C++标准模板库（STL）中，set和multiset是两种非常有用的集合容器，它们提供了一种高效的方式来存储唯一的或允许重复的元素，并自动保持这些元素的有序性。

set容器：基本概念与使用方法 🔧

set是一个关联容器，它包含按特定顺序排序的唯一键。这意味着在一个set中，每个键只能出现一次。

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    std::set<int> numbers;
    numbers.insert(10);
    numbers.insert(20);
    numbers.insert(30);

    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    // 输出: 10 20 30
}

插入与查找操作 ✨

由于set内部使用红黑树实现，插入和查找操作的时间复杂度均为O(log n)，这使得它们非常适合需要频繁进行插入和查询的应用场景。

multiset容器：允许重复元素的集合 🚀

与set不同，multiset允许存储重复的键。这对于需要统计相同值出现次数的情况特别有用。

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    std::multiset<int> numbers;
    numbers.insert(10);
    numbers.insert(10); // 可以插入相同的值
    numbers.insert(20);

    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    // 输出: 10 10 20
}

实战应用：解决实际问题 💻

假设我们需要记录一个网站每天的访问次数，并且想要统计某一天有多少次独立访问以及总访问次数。我们可以分别使用set和multiset来完成这个任务。

std::set<std::string> uniqueVisits;
std::multiset<std::string> allVisits;

// 假设我们有以下访问数据
std::vector<std::string> visits = {"user1", "user2", "user1", "user3"};

for (const auto& visit : visits) {
    uniqueVisits.insert(visit);
    allVisits.insert(visit);
}

std::cout << "Unique visitors: " << uniqueVisits.size() << std::endl;
std::cout << "Total visits: " << allVisits.size() << std::endl;

常见问题及其解决方案 ❓

• 如何删除特定值的所有实例？ 在multiset中，如果想删除某个特定值的所有实例，可以使用erase函数结合equal_range找到所有匹配项。

  auto range = myMultiset.equal_range(value);
  myMultiset.erase(range.first, range.second);

• 如何遍历并修改set/multiset中的元素？ 因为set和multiset不允许直接修改容器内的元素（因为这会破坏排序），你需要先移除元素再重新插入修改后的版本。

结语：掌握set与multiset，优化你的C++代码 🎉

通过本文的学习，你应该对set和multiset有了更深刻的理解，并能根据具体需求选择合适的容器类型。无论是处理唯一值还是允许重复的数据，set和multiset都能为你提供强大的功能支持。