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C++如何使用set：集合容器基础用法详解
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在现代 C++ 编程中，标准模板库（STL）为我们提供了丰富的容器类型，其中 std::set 是一个极为实用的关联式容器。它不仅能够自动对元素进行排序，还能保证内部元素的唯一性，非常适合处理需要去重和有序存储的场景。本文将带你深入理解 set 的基本用法，从定义到常用操作，结合实际代码示例，帮助你真正掌握这一强大工具。
std::set 是基于红黑树实现的平衡二叉搜索树，这意味着它的插入、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(log n)，效率较高。与 vector 或 list 不同，set 并不支持通过下标访问元素，而是依赖于迭代器进行遍历。由于其内部自动排序的特性，所有元素在插入后会按照升序排列（默认使用 < 比较），且不允许重复值存在——这正是 set 被称为“集合”的核心原因。
要使用 set，首先需要包含头文件 <set>。定义一个 set 非常简单：
cpp
include
include
std::set
此时我们创建了一个存放整数的空集合。接下来可以使用 insert() 方法添加元素：
cpp
numbers.insert(5);
numbers.insert(2);
numbers.insert(8);
numbers.insert(2); // 重复元素，不会被插入
尽管我们尝试插入了两次 2，但 set 只保留一份。你可以通过遍历来验证这一点：
cpp
for (const auto& num : numbers) {
std::cout << num << " ";
}
// 输出：2 5 8
可以看到，元素不仅自动去重，还按从小到大的顺序排列。这种特性在处理用户输入、统计不重复数据或构建索引时非常有用。
除了 insert()，find() 是另一个高频使用的函数。它用于查找某个值是否存在。如果找到，返回指向该元素的迭代器；否则返回 end() 迭代器：
cpp
if (numbers.find(5) != numbers.end()) {
std::cout << "找到了数字 5\n";
}
这种查找方式比手动遍历数组高效得多，尤其在数据量较大时优势明显。此外，count() 函数也可用于判断元素是否存在，但由于 set 中元素唯一，其返回值只能是 0 或 1：
cpp
if (numbers.count(3)) {
std::cout << "3 存在于集合中\n";
} else {
std::cout << "3 不存在\n";
}
删除元素则通过 erase() 完成。你可以传入值或迭代器：
cpp
numbers.erase(2); // 删除值为 2 的元素
auto it = numbers.find(5);
if (it != numbers.end()) {
numbers.erase(it); // 通过迭代器删除
}
值得注意的是，一旦元素被删除，其对应的内存也会被释放，这是 set 自动管理的一部分。
set 还支持反向遍历。借助反向迭代器 rbegin() 和 rend()，我们可以从大到小输出元素：
cpp
for (auto rit = numbers.rbegin(); rit != numbers.rend(); ++rit) {
std::cout << *rit << " ";
}
// 输出：8 5 （假设之前删了2和5）
对于自定义类型，如结构体或类，若想存入 set，必须提供比较规则。最常见的方式是重载 < 运算符，或在模板参数中指定比较函数对象：
cpp
struct Person {
std::string name;
int age;
bool operator<(const Person& other) const {
return age < other.age; // 按年龄排序
}
};
std::set
people.insert({"Alice", 25});
people.insert({"Bob", 20});
这样，set 就能根据我们定义的逻辑进行排序和去重。
总之，std::set 是 C++ 中处理有序、无重复数据的理想选择。它封装了复杂的底层结构，让开发者可以专注于业务逻辑。熟练掌握 insert、find、erase 等基本操作，并理解其自动排序与唯一性机制，是写出高效、清晰代码的重要一步。在实际项目中，无论是去重日志记录、维护活跃用户列表，还是实现算法中的状态集合，set 都能发挥出色的作用。
