C++ Multiset

2025年6月6日 | 阅读 11 分钟

在 C++ 中，multiset 是 STL（标准模板库）的一个重要组成部分。Multiset 是类似于 set 的关联容器，用于存储已排序的值（值本身就是类型 T 的键）。与存储唯一键的 Set 不同，Multiset 可以包含重复的键。默认情况下，它使用 < 运算符来比较多个键。Multiset 中的元素值可以插入或删除，但不能修改。

语法

它具有以下语法：

template < class T,                             // multiset::key_type/value_type  
           class Compare = less<T>,        // multiset::key_compare/value_compare  
           class Alloc = allocator<T>         // multiset::allocator_type  
           > class multiset;  

在这个语法中，

T: 代表 multiset 容器中存储的元素类型。
Compare: 代表一个比较类，它接受两个相同类型的参数，返回一个 bool 值。此参数是可选的，默认为二元谓词。
Alloc: 代表用于定义存储分配模型的分配器对象的类型。

声明和初始化

在 C++ 中，我们可以用多种不同的方式初始化和声明 multiset，如下例所示：

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;  //using standard namespace

int main() {  //main function
    multiset<int> numbers = {10, 20, 10, 30, 20, 40};
    cout << "Multiset elements: ";
    for (int num : numbers) {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset elements: 10 10 20 20 30 40

说明

在此示例中，我们包含了所需的头文件，并创建了一个整数 multiset，该 multiset 已用一些重复值进行了初始化。之后，multiset 默认按顺序存储元素，并且也允许重复。 the for 循环遍历 multiset 并打印所有元素，显示为升序。

C++ Multiset 的基本操作

可以在 multiset 上执行多种操作。其中一些如下：

插入元素

在 C++ 中，我们可以使用 insert() 方法在 multiset 中插入元素。Multiset 会自动按照添加的顺序维护元素。

语法

它具有以下语法：

C++ Multiset 插入元素的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中向 multiset 插入元素。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;  //using standard namespace

int main() {    //main function
    multiset<int> numbers;
    numbers.insert(10);
    numbers.insert(20);
    numbers.insert(10); 
    numbers.insert(30);
    cout << "Multiset elements: ";
    for (int num : numbers) {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset elements: 10 10 20 30

说明

在此示例中，在 main() 函数中声明了一个 multiset<int> 类型的 number。使用 insert() 函数插入了元素 10、20、10 和 30。由于 multiset 允许重复并保持元素排序，输出将以升序打印元素，其中包括重复的 10。之后，for 循环迭代 multiset 并打印其每个值。

访问元素

在 multiset 中，我们需要通过迭代器按位置访问元素。例如，如果我们想获取第 3 个元素，我们需要将 begin() 迭代器向前移动两个位置（通过递增）。我们还可以使用 next() 或 advance() 函数来代替递增或递减。

C++ Multiset 访问元素的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中访问 multiset 中的元素。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;  //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> numbers = {40, 10, 30, 20, 10};
    cout << "Multiset elements: ";
    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset elements: 10 10 20 30 40

说明

在此示例中，我们使用值 {40, 10, 30, 20, 10} 初始化了一个 multiset<int>。由于 multiset 按排序顺序存储元素并允许重复，因此元素会自动排列。之后，一个带有迭代器的 for 循环从 multiset 的开头到结尾，使用 *it 打印每个值。

查找元素

在 C++ 中，multiset 通过 find() 成员函数支持快速按值查找操作。如果找到元素，find() 函数将返回指向该元素的迭代器；否则，它将返回 end() 迭代器。

语法

它具有以下语法：

在这里，我们可以通过使用 begin() 和 end() 迭代器轻松访问第一个和最后一个元素。

C++ Multiset 查找元素的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中查找 multiset 中的元素。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;   //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 20};
    int key = 20;
    auto it = numbers.find(key);
    if (it != numbers.end()) {
        cout << "Element " << key << " found in the multiset." << endl;
    } else {
        cout << "Element " << key << " not found." << endl;
    }
    return 0;
}

编译并运行

输出

Element 20 found in the multiset.

说明

在此示例中，我们创建了一个包含一些整数的 multiset，并尝试使用 find() 方法查找值 20。如果找到元素，它将打印一条消息，指出元素已找到；否则，未找到。因为 multiset 支持重复，所以 find() 函数将返回指向该值某个出现次数的迭代器。

遍历元素

在 C++ 中，遍历与其他容器类似，multiset 可以通过使用基于范围的 for 循环或使用 begin() 和 end() 迭代器进行高效迭代。为了遍历具有相同键的所有元素，请使用 equal_range() 函数返回的范围，而不是 begin() 和 end()。

C++ 遍历元素的示例

让我们举一个例子来演示如何在 C++ 中遍历元素。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;   //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> numbers = {50, 10, 30, 20, 40};
    cout << "Multiset elements: ";
    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset elements: 10 20 30 40 50

说明

在此示例中，由于 multiset 按排序顺序存储元素，因此它们会自动排列为 {10, 20, 30, 40, 50}。之后，一个带有迭代器的 for 循环从 begin() 到 end()，通过解引用每个迭代器来访问和打印值。

删除元素

如果我们想从 multiset 中删除元素，我们可以使用 erase() 函数。它可以提供值或迭代器来调用。但是，如果提供了值，它会删除该值的所有实例。

C++ 删除元素的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ multiset 中删除元素。

示例

#include <bits/stdc++.h>
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;    //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> numbers = {10, 20, 20, 30, 40};
    auto it = numbers.find(20);
    if (it != numbers.end()) {
        numbers.erase(it);   //using erase function
    }
    numbers.erase(30);
    cout << "Multiset after deletion: ";
    for (auto x: numbers) cout << x << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset after deletion: 10 20 40

说明

在此示例中，我们创建了一个包含重复项的整数 multiset。它使用 find() 和 erase(it) 删除两个 20 中的一个，并使用 erase(30) 删除所有 30。最后，它以升序打印剩余的元素。

将 Multiset 按降序排序

如果我们想按降序获取 multiset 元素，我们可以修改以下语法：

C++ Multiset 按降序排序的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中将 multiset 按降序排序。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;  //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int, greater<int>> numbers = {10, 40, 20, 30, 20};
    cout << "Multiset in descending order: ";
    for (int num : numbers) {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset in descending order: 40 30 20 20 10

说明

在此示例中，我们创建了一个带有自定义比较器 greater<int> 的 multiset，它按降序存储元素。它使用一些值初始化 multiset，并使用基于范围的循环打印它们。之后，输出将显示从高到低的排序元素。

使用 swap() 交换 Multiset

在 C++ 中，交换两个 multiset 容器可以有效地交换它们的内容。 the swap() 函数通过交换内部指针以恒定时间运行。

C++ 使用 Swap() 函数交换 Multiset 的示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中使用 swap() 函数交换 multiset。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;   //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> set1 = {10, 20, 30};
    multiset<int> set2 = {40, 50};
    cout << "Before swap:" << endl;
    cout << "Set1: ";
    for (int val : set1) cout << val << " ";
    cout << "\nSet2: ";
    for (int val : set2) cout << val << " ";
    set1.swap(set2);
    cout << "\n\nAfter swap:" << endl;
    cout << "Set1: ";
    for (int val : set1) cout << val << " ";
    cout << "\nSet2: ";
    for (int val : set2) cout << val << " ";
    return 0;
}

编译并运行

输出

Before swap:
Set1: 10 20 30 
Set2: 40 50 

After swap:
Set1: 40 50 
Set2: 10 20 30

说明

在此示例中，我们初始化了两个具有不同值的 multiset，打印了它们，然后使用 swap() 交换了它们。交换后，它们再次打印出来，以证明它们的内容已被交换。

C++ Multiset empty() 和 size() 方法

在 C++ 中，我们可以使用容量方法 empty() 和 size() 来检查 multiset 是否为空以及它的大小。

empty() 方法返回 1 和 0 值。

1 (true) - 如果 multiset 为空
0 (false) - 如果 multiset 不为空

C++ Multiset empty() 和 size() 方法使用示例

让我们以一个例子来说明如何在 C++ 中使用 empty() 和 size() 函数来使用 multiset。

示例

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;   //using standard namespace

int main() {   //main function
    multiset<int> data = {5, 15, 15, 25, 35, 35, 35};
    cout << "Multiset contents before clear: ";
    for (int val : data) {
        cout << val << " ";
    }
    cout << "\nIs multiset empty? " << (data.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << "Multiset size: " << data.size() << endl;
    data.clear();
    cout << "\nMultiset contents after clear: ";
    for (int val : data) {
        cout << val << " ";
    }
    cout << "\nIs multiset empty? " << (data.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << "Multiset size: " << data.size() << endl;
    return 0;
}

编译并运行

输出

Multiset contents before clear: 5 15 15 25 35 35 35 
Is multiset empty? No
Multiset size: 7

Multiset contents after clear: 
Is multiset empty? Yes
Multiset size: 0

说明

在此示例中，我们创建了一个包含一些重复值的 multiset，打印其内容，检查并显示它是否为空以及其大小，并使用 clear() 清除所有元素。清除后，它再次打印 multiset 并再次检查 empty() 和 size() 以验证它现在为空。

成员函数

以下是 multiset 所有成员函数的列表

构造函数/析构函数

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个构造函数/析构函数。

函数	描述
(构造函数)	构造 multiset
(析构函数)	Multiset 析构函数
operator=	将 multiset 的元素复制到另一个 multiset。

迭代器

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个迭代器函数。

函数	描述
Begin	返回指向 multiset 中第一个元素的迭代器。
Cbegin	返回指向 multiset 中第一个元素的 const 迭代器。
End	返回指向 past-end 的迭代器。
cend	返回指向 past-end 的 const 迭代器。
rbegin	返回指向末尾的反向迭代器。
rend	返回指向开头的反向迭代器。
crbegin	返回指向末尾的 const 反向迭代器。
crend	返回指向开头的 const 反向迭代器。

容量

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个容量函数。

函数	描述
empty	如果 multiset 为空，则返回 true。
大小	返回 multiset 中的元素数量。
max_size	返回 multiset 的最大大小。

修饰符

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个修改器函数。

函数	描述
insert	在 multiset 中插入元素。
erase	从 multiset 中删除元素。
swap	交换 multiset 的内容。
clear	删除 multiset 中的所有元素。
emplace	构造并向 multiset 中插入新元素。
emplace_hint	通过提示构造并向 multiset 中插入新元素。

观察器

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个修改器函数。

函数	描述
key_comp	返回键比较对象的副本。
value_comp	返回值比较对象的副本。

操作

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个操作。

函数	描述
find	搜索具有给定键的元素。
count	获取与给定键匹配的元素数量。
lower_bound	返回指向下界的迭代器。
upper_bound	返回指向上界的迭代器。
equal_range	返回与给定键匹配的元素范围。

分配器

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个分配函数。

函数	描述
get_allocator	返回用于构造 multiset 的分配器对象。

非成员重载函数

下表显示了 C++ Multiset 中使用的几个非成员重载函数。

函数	描述
operator==	检查两个 multiset 是否相等。
operator!=	检查两个 multiset 是否相等。
operator<	检查第一个 multiset 是否小于另一个。
operator<=	检查第一个 multiset 是否小于或等于另一个。
operator>	检查第一个 multiset 是否大于另一个。
operator>=	检查第一个 multiset 是否大于或等于另一个。
swap()	交换两个 multiset 的元素。

结论

总之，C++ STL 包含 multisets。Multisets 是已排序的 Set 容器，用于存储已排序的值（值是类型 T 的键）。与 C++ sets 不同，multisets 可以包含不同的冗余键。Multiset 默认允许我们使用运算符比较键。multiset 的项的值可以插入或删除，但不能修改。

C++ STL Multiset 选择题

1) 关于 C++ 中的 multiset，以下哪项是正确的？

它只存储唯一元素
它存储未排序的值
它允许重复值
它不支持迭代器

答案： c) 它允许重复值

2) 以下哪个函数用于在 multiset 中查找元素？

search()
contains()
locate()
find()

答案： d) find()

3) erase(value) 在 multiset 中做什么？

仅删除该值的一个实例
删除该值的所有实例
如果存在重复项，则抛出错误
删除最小的实例

答案： b) 删除该值的所有实例

4) 关于 multiset 中的元素修改，以下哪个陈述是正确的？

元素插入后不能修改
可以使用迭代器直接修改元素
可以使用 set() 函数修改元素
可以通过索引访问和修改元素

答案： a) 元素插入后不能修改

5) 如果我们在 C++ 中对两个 multiset 使用 swap() 函数会发生什么？

只保留唯一值
值将被合并
内容将被交换
什么也不会发生

答案： c) 内容将被交换

下一个主题C++ multiset

C++ Multiset

语法

声明和初始化

示例

C++ Multiset 的基本操作

插入元素

示例

访问元素

示例

查找元素

示例

遍历元素

示例

删除元素

示例

将 Multiset 按降序排序

示例

使用 swap() 交换 Multiset

示例

C++ Multiset empty() 和 size() 方法

C++ Multiset empty() 和 size() 方法使用示例

示例

成员函数

构造函数/析构函数

迭代器

容量

修饰符

观察器

操作

分配器

非成员重载函数

结论

C++ STL Multiset 选择题

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器

Python

Java

.Net Framework

AI, ML and Data Science

Cloud Technology

B.Tech and MCA

Web Technology

PHP

Software Testing

Technical Interview

Java Interview

Python

Web Interview

Database Interview

B.Tech / MCA

Important Interview

Software Testing Interview

Company Interviews

Online Compilers

Multiple Choice Questions

C++ 教程

C++ 控制语句

C++ 函数

C++ 数组

C++ 类和对象

C++ 构造函数

C++ 继承

C++ 多态

C++ 抽象

C++ 命名空间

C++ 模板

C++ 字符串

C++ 指针

信号处理

C++ 异常

C++ 文件与流

C++ STL 教程

面试题

选择题

C++ 程序

C++ STL Stack

C++ STL Bitset

C++ STL Deque

C++ STL List

C++ STL Map

C++ STL Math

C++ STL priority_queue

C++ STL Queue

C++ STL Multiset

C++ STL Multimap

C++ STL Set

C++ STD Strings

C++ STL Vector

C++ 操纵符

C++ STL Algorithms

C++ Algorithm

C++ Iterators

C++ 杂项

C++ Multiset

语法

声明和初始化

示例

C++ Multiset 的基本操作

插入元素

示例

访问元素

示例

查找元素

示例

遍历元素

示例

删除元素

示例

将 Multiset 按降序排序

示例

使用 swap() 交换 Multiset

示例

C++ Multiset empty() 和 size() 方法

C++ Multiset empty() 和 size() 方法使用示例

示例