《STL源码剖析》笔记-set

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set容器的特性就是所有元素都会根据键值进行自动排序，和map不同的是set的键值就是实值。并且通过set的迭代器无法改变set的键值，因为改变键值会打破set的排序。set排序的特性能够由rb-tree实现且所需接口rb-tree都已经提供，所以set底层采用了rb-tree。

// 默认使用递增排序
template <class Key, class Compare = less<Key>, class Alloc = alloc>
class set {
public:    
    typedef Key key_type;
    typedef Key value_type;
    typedef Compare key_compare;
    typedef Compare value_compare;
private:
    // 底层为rb-tree
    typedef rb_tree<key_type, value_type,
    identity<value_type>, key_compare, Alloc> rep_type;
    rep_type t; 
public:
    // 指针、迭代器、引用都是const类型，限制了不能修改键值
    typedef typename rep_type::const_pointer pointer;
    typedef typename rep_type::const_pointer const_pointer;
    typedef typename rep_type::const_reference reference;
    typedef typename rep_type::const_reference const_reference;
    typedef typename rep_type::const_iterator iterator;
    typedef typename rep_type::const_iterator const_iterator;
    typedef typename rep_type::const_reverse_iterator reverse_iterator;
    typedef typename rep_type::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
    typedef typename rep_type::size_type size_type;
    typedef typename rep_type::difference_type difference_type;
    
    // 构造函数
    set() : t(Compare()) {}
    explicit set(const Compare& comp) : t(comp) {}
    
    // 区间赋值构造，使用insert_unique函数保证插入键值唯一
    template <class InputIterator>
    set(InputIterator first, InputIterator last)
    : t(Compare()) { t.insert_unique(first, last); }
    
    template <class InputIterator>
    set(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp)
    : t(comp) { t.insert_unique(first, last); }
    
    // 拷贝/赋值构造
    set(const set<Key, Compare, Alloc>& x) : t(x.t) {}
    set<Key, Compare, Alloc>& operator=(const set<Key, Compare, Alloc>& x) {
        t = x.t;
        return *this;
    }
    
    // set操作，使用rb-tree接口
    key_compare key_comp() const { return t.key_comp(); }
    value_compare value_comp() const { return t.key_comp(); }
    iterator begin() const { return t.begin(); }
    iterator end() const { return t.end(); }
    reverse_iterator rbegin() const { return t.rbegin(); }
    reverse_iterator rend() const { return t.rend(); }
    bool empty() const { return t.empty(); }
    size_type size() const { return t.size(); }
    size_type max_size() const { return t.max_size(); }
    void swap(set<Key, Compare, Alloc>& x) { t.swap(x.t); }
    
    // 插入、删除
    typedef  pair<iterator, bool> pair_iterator_bool;
    pair<iterator,bool> insert(const value_type& x) {
        pair<typename rep_type::iterator, bool> p = t.insert_unique(x);
        return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);
    }
    iterator insert(iterator position, const value_type& x) {
        typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;
        return t.insert_unique((rep_iterator&)position, x);
    }

    template <class InputIterator>
    void insert(InputIterator first, InputIterator last) {
        t.insert_unique(first, last);
    }

    void erase(iterator position) {
        typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;
        t.erase((rep_iterator&)position);
    }
    size_type erase(const key_type& x) {
        return t.erase(x);
    }
    void erase(iterator first, iterator last) {
        typedef typename rep_type::iterator rep_iterator;
        t.erase((rep_iterator&)first, (rep_iterator&)last);
    }
    void clear() { t.clear(); }
    
    iterator find(const key_type& x) const { return t.find(x); }
    size_type count(const key_type& x) const { return t.count(x); }
    iterator lower_bound(const key_type& x) const {
        return t.lower_bound(x);
    }
    iterator upper_bound(const key_type& x) const {
        return t.upper_bound(x);
    }
    pair<iterator,iterator> equal_range(const key_type& x) const {
        return t.equal_range(x);
    }
    friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const set&, const set&);
    friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const set&, const set&);
};

template <class Key, class Compare, class Alloc>
inline bool operator==(const set<Key, Compare, Alloc>& x,
                       const set<Key, Compare, Alloc>& y) {
    return x.t == y.t;
}

template <class Key, class Compare, class Alloc>
inline bool operator<(const set<Key, Compare, Alloc>& x,
                      const set<Key, Compare, Alloc>& y) {
    return x.t < y.t;
}

set使用

#include <set>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::set<int> st = {0, 1, 3, 5};
    for (auto i : st){
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;
    
    st.insert(4);
    for (auto i : st){
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;

    st.insert(1);       // 已经存在插入无效
    for (auto i : st){
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;
    
    auto result = st.find(1);
    if (result  != st.end())
    {
         st.erase(result);
    }
    for (auto i : st){
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

// 输出结果：
0135
01345
01345
0345

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