c++ set容器用法_c++集合去重与排序

冰火之心

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2026-01-03

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原创

std::set自动去重并升序排列,因其底层为红黑树,插入时依据operator

c++ set容器用法_c++集合去重与排序

set 自动去重和升序排列的原理

std::set 底层是红黑树(RB-tree),插入时自动按 operator 比较,重复元素直接忽略,且始终维持有序。这意味着你不用手动调用 <code>sortunique,只要用 insert 或初始化列表塞进去,结果天然去重+升序。

注意:去重基于「等价」而非「相等」——两个元素 ab 被视为重复,当且仅当 !(a 。所以自定义类型必须正确定义 <code>operator,不能只重载 <code>operator==

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  • 内置类型(intstring)默认支持,开箱即用
  • 若想降序,用 std::set<int std::greater>></int>
  • 插入 vector 所有元素:用迭代器区间构造,比循环 insert 更高效

从 vector 去重并排序的常用写法

最常见需求:把一个乱序、含重复的 vector<int></int> 变成有序无重集合。别先 sort + unique,那是为 vector 设计的老套路;对 set 来说,一步到位更自然。

std::vector<int> v = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};
std::set<int> s(v.begin(), v.end()); // 直接构造,O(n log n)
// s 现在是 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 9}
</int></int>
  • 如果后续还要当数组用,再拷回 vectorstd::vector<int>(s.begin(), s.end())</int>
  • 不要用 s.insert(v.begin(), v.end()) —— 这是成员函数,但语义和构造一样;不过构造更简洁、意图更清晰
  • 性能上,构造和批量 insert 差不多,但比逐个 push_back 后再 sort+unique 少一次遍历

自定义类型必须提供严格弱序比较

比如有个结构体 Person,按 id 去重排序,但忘了定义 operator,编译会报错:「no match for ‘operator <pre class="brush:php;toolbar:false;">struct Person { int id; std::string name; }; // 必须加这个,否则 set&lt;person&gt; 编译失败 bool operator &lt;ul&gt; &lt;li&gt;比较函数必须满足严格弱序:反对称、传递、不可比关系可传递&lt;/li&gt; &lt;li&gt;如果想按多个字段排序(如先按 &lt;code&gt;id&lt;/code&gt;,&lt;code&gt;id&lt;/code&gt; 相同时按 &lt;code&gt;name&lt;/code&gt;),写成:&lt;code&gt;return a.id != b.id ? a.id &lt;/code&gt; &lt;/li&gt; &lt;li&gt;用 &lt;code&gt;lambda&lt;/code&gt; 定义比较器只能用于模板参数(如 &lt;code&gt;set&lt;person decltype&gt;&lt;/person&gt;&lt;/code&gt;),不能用于非模板友元函数,容易混淆&lt;/li&gt; &lt;/ul&gt;&lt;h3&gt;set 不支持随机访问,别误用下标&lt;/h3&gt; &lt;p&gt;有人想取「排序后第 3 个元素」,写 &lt;code&gt;s[2]&lt;/code&gt;,编译直接失败——&lt;code&gt;std::set&lt;/code&gt; 没有 &lt;code&gt;operator[]&lt;/code&gt;,也不支持 &lt;code&gt;+&lt;/code&gt; 运算符随机跳转。&lt;/p&gt; &lt;ul&gt; &lt;li&gt;要访问第 k 个(0-indexed),得用 &lt;code&gt;std::next(s.begin(), k)&lt;/code&gt;,时间复杂度 O(k),不是 O(1)&lt;/li&gt; &lt;li&gt;频繁按位置访问?说明数据结构选错了,考虑先转成 &lt;code&gt;vector&lt;/code&gt; 再索引&lt;/li&gt; &lt;li&gt;遍历时用范围 &lt;code&gt;for&lt;/code&gt; 最安全:&lt;code&gt;for (const auto&amp; x : s) { ... }&lt;/code&gt; &lt;/li&gt; &lt;li&gt;删除某个值用 &lt;code&gt;s.erase(value)&lt;/code&gt;,不是 &lt;code&gt;s.erase(iterator)&lt;/code&gt;,除非你已经有迭代器&lt;/li&gt; &lt;/ul&gt; 实际用 &lt;code&gt;set&lt;/code&gt; 做去重排序,核心就三点:确认类型可比较、用构造代替手写去重逻辑、别把它当数组用。最容易卡住的地方,其实是自定义类型的比较函数没写对,或者误以为 &lt;code&gt;set&lt;/code&gt; 支持下标访问。&lt;/person&gt;</pre>

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