C++ 程式語言 std::set 集合容器用法教學與範例

介紹如何在 C++ 程式中使用標準程式庫的 set 儲存集合的資料。

std::set 簡介

C++ 標準函式庫中的 set 可以用來儲存集合的資料，set 裡面的元素都是唯一的，不可以重複，可以新增或刪除元素，但不可以修改元素的值。

std::set 基本範例

以下是一個最簡單的 std::set 基本使用範例，包含建立 set 集合、新增元素、檢查並列出元素等。

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  // 宣告整數 set
  set<int> numSet;

  // 新增元素
  numSet.insert(1);
  numSet.insert(6);
  numSet.insert(8);

  // 檢查 set 是否包含指定元素
  set<int>::iterator iter;
  iter = numSet.find(6);
  if (iter != numSet.end()) {
    cout << "Found: " << *iter << endl;
  } else {
    cout << "Not found." << endl;
  }

  // 以迴圈逐一處理 set 中的每個元素
  cout << "All elements:" << endl;
  for (iter = numSet.begin(); iter != numSet.end(); iter++) {
    cout << *iter << endl;
  }

  return 0;
}

Found: 6
All elements:
1
6
8

std::set 初始化

std::set 的初始化有三種方式，除了以 insert() 函數新增元素之外，也可以直接在宣告時就以大括號初始化 set 內部的元素，或是透過 C 的陣列來初始化，以下是範例程式碼：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  // 第一種初始化方式
  set<int> numSet1;
  numSet1.insert(1);
  numSet1.insert(6);
  numSet1.insert(8);

  // 第二種初始化方式
  set<int> numSet2 {1, 6, 8};

  // 第三種初始化方式
  int arr[] = {1, 6, 8};
  set<int> numSet3(arr, arr + 3);

  return 0;
}

std::set 新增、刪除元素

std::set 若要新增、刪除元素，可以使用 insert() 與 erase() 函數，以下是簡單的範例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  set<int> numSet;

  // 新增元素
  numSet.insert(1);
  numSet.insert(6);
  numSet.insert(8);

  // 刪除元素
  numSet.erase(6);

  // 以迴圈逐一處理 set 中的每個元素
  set<int>::iterator iter;
  cout << "All elements:" << endl;
  for (iter = numSet.begin(); iter != numSet.end(); iter++) {
    cout << *iter << endl;
  }

  return 0;
}

All elements:
1
8

std::set 查詢元素

若要查詢 std::set 中是否包含特定的元素，可以使用 find() 函數，若成功找到指定的元素，就會傳回對應的 iterator，而如果沒有找到，就會傳回 set::end：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  set<int> numSet {1, 6, 8};
  set<int>::iterator iter;

  // 在 numSet 中尋找 6 這個元素
  iter = numSet.find(6);

  // 如果有找到，就會傳回正確的 iterator，否則傳回 numSet.end()
  if (iter != numSet.end()) {
    cout << "Found: " << *iter << endl;
  } else {
    cout << "Not found." << endl;
  }

  return 0;
}

Found: 6

std::set 列出所有元素

若要列出 std::set 中的所有元素，除了以標準的 iterator 方式之外，也可以使用新的 for 迴圈寫法：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  set<int> numSet {1, 6, 8};

  // 第一種列出元素的方式
  cout << "All elements:" << endl;
  set<int>::iterator iter;
  for (iter = numSet.begin(); iter != numSet.end(); iter++) {
    cout << *iter << endl;
  }

  // 第二種列出元素的方式
  cout << "All elements:" << endl;
  for (const auto &e : numSet) {
    std::cout << e << endl;
  }

  return 0;
}

All elements:
1
6
8
All elements:
1
6
8

std::set 清空所有元素

若要清空 std::set 中的所有元素，可以呼叫 clear() 函數，而若要檢查元素的個數可用 size() 函數，另外 empty() 則可檢查 std::set 是否是空的：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {

  set<int> numSet {1, 6, 8};

  // 清空所有元素
  numSet.clear();

  // 取得 set 內部元素個數
  cout << "Number of elements: " << numSet.size() << endl;

  // 檢查 set 是否是空的
  if (numSet.empty()) {
    cout << "numSet is empty." << endl;
  }

  return 0;
}

Number of elements: 0
numSet is empty.