【STL源码剖析读书笔记】【第6章】算法之set相关算法

1、  STL提供了4个set相关的算法，分别是并集（union）、交集（intersection）、差集（difference）和对称差集（symmetric difference），这4个算法接受的set必须是有序区间，都至少接受4个参数，分别表示两个set区间。

2、  set相关算法源代码

//并集，求存在于[first1, last1)或存在于[first2, last2)内的所有元素
//注意：输入区间必须是已排序
//版本一,默认是operator<操作的排序方式
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_union(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
	InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
	OutputIterator result) {
	//两个区间都尚未到达区间尾端，执行以下操作
	while (first1 != last1 && first2 != last2) {
		/*在两区间内分别移动迭代器，首先将元素较小者(假设为A区)记录在目标区result
		移动A区迭代器使其前进；同时另一个区的迭代器不变。然后进行一次新的比较，
		记录较小值，移动迭代器...直到两区间中有一个到达尾端。若两区间存在元素相等，
		默认记录第一区间的元素到目标区result.*/
		if (*first1 < *first2) {
			*result = *first1;
			++first1;
		}
		else if (*first2 < *first1) {
			*result = *first2;
			++first2;
		}
		else {
			*result = *first1;
			++first1;
			++first2;
		}
		++result;
	}
	/*只要两区间之中有一个区间到达尾端，就结束上面的while循环
	以下将尚未到达尾端的区间剩余的元素拷贝到目标区
	此刻，[first1, last1)和[first2, last2)至少有一个是空区间*/
	return copy(first2, last2, copy(first1, last1, result));
}
//版本二,用户根据仿函数comp指定排序规则
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator,class Compare>
OutputIterator set_union(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
	InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
	OutputIterator result, Compare comp) {
	while (first1 != last1 && first2 != last2) {
		if (comp(*first1, *first2)) {
			*result = *first1;
			++first1;
		}
		else if (comp(*first2, *first1)) {
			*result = *first2;
			++first2;
		}
		else {
			*result = *first1;
			++first1;
			++first2;
		}
		++result;
	}
	return copy(first2, last2, copy(first1, last1, result));
}

//交集，求存在于[first1, last1)且存在于[first2, last2)内的所有元素
//注意：输入区间必须是已排序
//版本一,默认是operator<操作的排序方式
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_intersection(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
	InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
	OutputIterator result) {
	//若两个区间都尚未到达尾端，则执行以下操作
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		//在两个区间分别移动迭代器，直到遇到相等元素，记录到目标区
		//继续移动迭代器...直到两区间之中有一区到达尾端
		if (*first1 < *first2)
			++first1;
		else if (*first2 < *first1)
			++first2;
		else {
			*result = *first1;
			++first1;
			++first2;
			++result;
		}
	return result;
}
//版本二,用户根据仿函数comp指定排序规则
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator,
class Compare>
OutputIterator set_intersection(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp) {
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		if (comp(*first1, *first2))
			++first1;
		else if (comp(*first2, *first1))
			++first2;
		else {
			*result = *first1;
			++first1;
			++first2;
			++result;
		}
	return result;
}

//差集，求存在于[first1, last1)且不存在于[first2, last2)内的所有元素
//注意：输入区间必须是已排序
//版本一，默认是operator<操作的排序方式
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_difference(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
	InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
	OutputIterator result) {
	//若两个区间都尚未到达尾端，则执行以下操作
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		/*在两个区间分别移动迭代器，当第一区间元素等于第二区间元素时，表示两区间共同存在该元素
		则同时移动迭代器；
		当第一区间元素大于第二区间元素时，就让第二区间迭代器前进；
		第一区间元素小于第二区间元素时，把第一区间元素记录到目标区
		继续移动迭代器...直到两区间之中有到达尾端*/
		if (*first1 < *first2) {
			*result = *first1;
			++first1;
			++result;
		}
		else if (*first2 < *first1)
			++first2;
		else {
			++first1;
			++first2;
		}
	//若第二区间先到达尾端，则把第一区间剩余的元素复制到目标区
	return copy(first1, last1, result);
}
//版本二，用户根据仿函数comp指定排序规则
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator,
class Compare>
OutputIterator set_difference(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp) {
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		if (comp(*first1, *first2)) {
			*result = *first1;
			++first1;
			++result;
		}
		else if (comp(*first2, *first1))
			++first2;
		else {
			++first1;
			++first2;
		}
	return copy(first1, last1, result);
}

//对称差集，求存在于[first1, last1)但不存在于[first2, last2)内的所有元素以及出现在[first2, last2)但不出现在[first1, last1)的所有元素
//注意：输入区间必须是已排序
//版本一，默认是operator<操作的排序方式
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>
OutputIterator set_symmetric_difference(InputIterator1 first1,
	InputIterator1 last1,
	InputIterator2 first2,
	InputIterator2 last2,
	OutputIterator result) {
	//若两个区间都尚未到达尾端，则执行下面的操作
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		/*在两区间内分别移动迭代器。当两区间内的元素相等，就让两区同时前进；
		当两区间内的元素不等，就记录较小值于目标区，并令较小值所在区间前进*/
		if (*first1 < *first2) {
			*result = *first1;
			++first1;
			++result;
		}
		else if (*first2 < *first1) {
			*result = *first2;
			++first2;
			++result;
		}
		else {
			++first1;
			++first2;
		}
	return copy(first2, last2, copy(first1, last1, result));
}	
//版本二，用户根据仿函数comp指定排序规则
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator,
class Compare>
OutputIterator set_symmetric_difference(InputIterator1 first1,
InputIterator1 last1,InputIterator2 first2,InputIterator2 last2,
OutputIterator result, Compare comp) {
	while (first1 != last1 && first2 != last2)
		if (comp(*first1, *first2)) {
			*result = *first1;
			++first1;
			++result;
		}
		else if (comp(*first2, *first1)) {
			*result = *first2;
			++first2;
			++result;
		}
		else {
			++first1;
			++first2;
		}
	return copy(first2, last2, copy(first1, last1, result));
}

3、  具体例子

#include<algorithm>
#include<set>
#include<iterator>
#include<iostream>
using namespace std;

template<typename T>
struct display{
	void operator()(const T& x) const{
		cout << x << " ";
	}
};

int main(){
	int ia[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 11 };
	int ib[] = { 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 };
	multiset<int> s1(begin(ia), end(ia));
	multiset<int> s2(begin(ib), end(ib));

	for_each(s1.begin(), s1.end(), display<int>());
	cout << endl;
	for_each(s2.begin(), s2.end(), display<int>());
	cout << endl;

	multiset<int>::iterator first1 = s1.begin();
	multiset<int>::iterator last1 = s1.end();
	multiset<int>::iterator first2 = s2.begin();
	multiset<int>::iterator last2 = s2.end();

	cout << "union of s1 and s2:";
	set_union(first1, last1, first2, last2, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	cout << "intersection of s1 and s2:";
	set_intersection(first1, last1, first2, last2, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	cout << "difference of s1 and s2:";
	set_difference(first1, last1, first2, last2, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	cout << "symmetric differenceof s1 and s2:";
	set_symmetric_difference(first1, last1, first2, last2, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

4、图解上述例子

set_union

set_intersection

set_difference

set_symmetric_difference