[STL]set存储pair并自定义排序

一、set定义

c++官方对set的定义如下：

Set:Sets are containers that store unique elements following a specific order.
Set:set是一类用来存储满足一定排序的独一元素的容器。

类模板如下：

template < class T,                        // set::key_type/value_typeclass Compare = less<T>,        // set::key_compare/value_compareclass Alloc = allocator<T>      // set::allocator_type> class set;

可以看到set模板类有三个参数：

T：set容器中的元素类型。
Compare：比较类，定义容器中元素排序，缺省为less< T >。
Alloc：内存分配器。一般使用缺省值。

二、set< int >实例

 set<int, less<int> > set_less;set<int, greater<int> > set_greater;for(int i=0; i<10; i++){set_less.insert(i%3);set_greater.insert(i%3);}// 遍历for(set<int, less<int> >::iterator iter=set_less.begin(); iter!=set_less.end(); iter++){cout<<*iter<<" ";}cout<<endl;for(set<int, greater<int> >::iterator iter=set_greater.begin(); iter!=set_greater.end(); iter++){cout<<*iter<<" ";}

输出为:

0 1 2
2 1 0

三、set< pair< int , int>>实例

1.默认pair<int, int>排序

set<pair<int, int> > set_pair;
for(int i=0; i<10; i++){set_pair.insert(pair<int, int>(i, i%3));
}
for(set<pair<int, int> >::iterator iter=set_pair.begin(); iter!=set_pair.end(); iter++){cout<<"("<<iter->first<<","<<iter->second<<") ";
}
cout<<endl;

输出为:

(0,0) (1,1) (2,2) (3,0) (4,1) (5,2) (6,0) (7,1) (8,2) (9,0)

2.使用less、greater排序

使用less:

set<pair<int, int>, less<pair<int, int>> > set_pair_less;
for(int i=0; i<10; i++){set_pair_less.insert(pair<int, int>(i, i%3));
}
for(set<pair<int, int>, less<pair<int, int>> >::iterator iter=set_pair_less.begin(); iter!=set_pair_less.end(); iter++){cout<<"("<<iter->first<<","<<iter->second<<") ";
}
cout<<endl;

输出为:

(0,0) (1,1) (2,2) (3,0) (4,1) (5,2) (6,0) (7,1) (8,2) (9,0)

使用greater:

set<pair<int, int>, greater<pair<int, int>> > set_pair_greater;
for(int i=0; i<10; i++){set_pair_greater.insert(pair<int, int>(i, i%3));
}
for(set<pair<int, int>, greater<pair<int, int>> >::iterator iter=set_pair_greater.begin(); iter!=set_pair_greater.end(); iter++){cout<<"("<<iter->first<<","<<iter->second<<") ";
}
cout<<endl;

输出为:

(9,0) (8,2) (7,1) (6,0) (5,2) (4,1) (3,0) (2,2) (1,1) (0,0)

使用less<>、greater<>模板对pair< int , int >排序时，先比较pair的第一个元素，如果第一个元素相等再比较第二个元素。

3.自定义排序

例如，我们使用pair<char, int>记录字符串中字符的顺序时(实际上使用map<char, int>容器记录会更方便)，希望set中的字符按照频率升序排列(频率相同时，顺序不做要求)，几种自定义set排序的代码如下：

#include <set>
#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;class Cmp {public:// 重载 () 操作符// 参数必须加上const限定符bool operator()(const pair<char, int>& a, const pair<char, int>& b) const {return a.second == b.second ? (a.first < b.first) : (a.second < b.second);}
};
int main() {string str = "icaneatglass";vector<int> vec(26, 0);for (int i = 0; i < str.length(); i++) {vec[str[i] - 'a'] ++;}// 使用仿函数自定义set排序set<pair<char, int>, Cmp> set_pair_functor;// 使用lambda表达式自定义排序auto cmp = [](const pair<char, int>& a, const pair<char, int>& b) {return a.second == b.second ? (a.first < b.first) : (a.second < b.second);};set<pair<char, int>, decltype(cmp)> set_pair_lambda(cmp);// 插入数据for (int i = 0; i < 26; i++) {if (vec[i] != 0) {set_pair_functor.insert(pair<char, int>((char)('a' + i), vec[i]));set_pair_lambda.insert(pair<char, int>((char)('a' + i), vec[i]));}}// 输出for (auto it : set_pair_functor) {cout << "(" << it.first << "," << it.second << ")";}cout << endl;for (auto it : set_pair_lambda) {cout << "(" << it.first << "," << it.second << ")";}cout << endl;return 0;
}

输出为:

(c,1)(e,1)(g,1)(i,1)(l,1)(n,1)(t,1)(s,2)(a,3)
(c,1)(e,1)(g,1)(i,1)(l,1)(n,1)(t,1)(s,2)(a,3)

需要注意的是，尽管排序时我们只需要考虑pair< char, int>中的第二个参数，频率(int)；不需要考虑第一个参数，字符(char)。但是在仿函数Cmp的()运算符重载中，也必须进行字符比较。
如果写成如下(下面的代码是错误的):

class Cmp{public:bool operator()(const pair<char, int> &a, const pair<char, int> &b) const{return a.second<b.second;}
};
// 其他部分代码都相同
...

最终的输出为:

(c,1) (s,2) (a,3)

这是因为：前面已经提到set中只会 store unique elements，即对于"相等"的元素set中只存储一个。而set中用Cmp类来判断两个元素是否equal。假如两个元素a和b，Cmp(a,b)返回false，Cmp(b,a)也返回false，那么就认为a和b相等。假如a和b的second(在本例中代表字符的频率)相等，那么set会只存储最后插入的元素，这就导致最终set中只会存储second(字符的频率)不同的元素。