C++ unordered_set 容器详解：接口、用法和示例

C++ std::unordered_set 容器

std::unordered_set 是 C++ 标准库中的一个无序集合容器，它使用哈希表实现来存储唯一的元素。std::unordered_set 提供了一系列的成员函数和操作符来操作集合中的元素。

使用 std::unordered_set

要使用 std::unordered_set，需要包含 <unordered_set> 头文件，并使用 std::unordered_set 模板类定义集合对象。

常用接口

构造函数:
- unordered_set(): 创建一个空的集合。
- unordered_set(size_type bucketCount): 创建一个空的集合，并指定桶的数量。
- unordered_set(size_type bucketCount, const Hash& hashFunction, const KeyEqual& keyEqual): 创建一个空的集合，并指定桶的数量、哈希函数和键相等函数。
- unordered_set(InputIt first, InputIt last): 创建一个集合，并用迭代器范围 [first, last) 区间内的元素进行初始化。
- unordered_set(const unordered_set& other): 创建一个集合，并用另一个集合进行初始化。
- unordered_set(unordered_set&& other): 创建一个集合，并用另一个集合进行移动构造。
成员函数:
- begin(): 返回指向集合中第一个元素的迭代器。
- end(): 返回指向集合中最后一个元素之后位置的迭代器。
- empty(): 检查集合是否为空。
- size(): 返回集合中元素的个数。
- max_size(): 返回集合能够容纳的最大元素个数。
- clear(): 清空集合的元素。
- insert(const value_type& value): 插入一个元素到集合中。
- insert(value_type&& value): 插入一个元素到集合中（使用移动语义）。
- emplace(Args&&... args): 在集合中使用构造函数参数 args 插入一个元素。
- erase(const Key& key): 从集合中删除给定的键对应的元素。
- find(const Key& key): 查找给定的键，返回指向该键的元素的迭代器。
- count(const Key& key): 返回集合中给定键的数量。
- bucket_count(): 返回集合中桶的数量。
- load_factor(): 返回集合中元素的平均装载因子。
- rehash(size_type count): 重新分配桶的数量，使其足够容纳 count 个桶。
- reserve(size_type count): 提前为至少 count 个元素分配足够的桶空间。
迭代器:
- iterator: 用于遍历集合中元素的正向迭代器。
- const_iterator: 用于遍历集合中元素的常量正向迭代器。
- reverse_iterator: 用于逆向遍历集合中元素的迭代器。
- const_reverse_iterator: 用于逆向遍历集合中元素的常量迭代器。
运算符:
- operator=(): 赋值运算符，用另一个集合替换当前集合的内容。
- operator==(), operator!=(), operator<(), operator>(), operator<=(), operator>=(): 用于比较两个集合的相等性、大小关系等。

示例代码

#include <iostream>
#include <unordered_set>

int main() {
    std::unordered_set<int> mySet;

    // 插入元素
    mySet.insert(10);
    mySet.insert(20);
    mySet.insert(30);

    // 遍历集合并打印元素
    std::cout << 'Set elements: '; 
    for (const auto& element : mySet) {
        std::cout << element << ' '; 
    }
    std::cout << std::endl;

    // 查找元素
    int key = 20;
    auto it = mySet.find(key);
    if (it != mySet.end()) {
        std::cout << key << ' found in the set' << std::endl;
    } else {
        std::cout << key << ' not found in the set' << std::endl;
    }

    // 删除元素
    mySet.erase(20);

    // 检查集合是否为空
    if (mySet.empty()) {
        std::cout << 'Set is empty' << std::endl;
    } else {
        std::cout << 'Set is not empty' << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述示例中，我们首先创建了一个 std::unordered_set<int> 对象 mySet。然后，使用 insert() 函数插入了一些元素。使用范围-based for 循环遍历集合并打印元素。使用 find() 函数查找元素，并根据返回值判断是否找到了指定元素。使用 erase() 函数删除元素。最后，使用 empty() 函数检查集合是否为空。

总结

std::unordered_set 是 C++ 中一个强大的无序集合容器，它提供了高效的元素存储和操作方式。通过理解其接口和功能，您可以利用 std::unordered_set 轻松实现各种数据处理任务。