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Última atualização：2026-10-12

STL set e multiset

set/multiset têm o rb_tree como estrutura subjacente e, portanto, possuem a característica de ordenação automática dos elementos. A ordenação é baseada na key, e nos elementos de set/multiset value e key se fundem em um só: o value é a key.

Não é possível usar os iterators de set/multiset para alterar o valor dos elementos (porque a key tem regras rígidas de ordenação). O iterator de set/multiset é o const-iterator da RB tree subjacente, justamente para proibir o usuário de atribuir valores aos elementos.

A key dos elementos de set deve ser única; por isso, o seu insert usa o _M_insert_unique() do rb_tree, enquanto a key dos elementos de multiset pode se repetir; por isso, o seu insert usa o _M_insert_equal() do rb_tree.

1. set

O código-fonte do set é relativamente simples, então partimos das questões a seguir.

Primeira questão: a key é o value, e o value também é a key.

O código concreto aparecerá na segunda questão; aqui mostramos a lógica interna do que geralmente escrevemos: vemos que há uma red-black tree dentro dela e, na definição da red-black tree, key e value são iguais, o que responde a essa questão. (No código-fonte, os typedef todos vêm da key.)

template<typename _Key, typename _Compare = std::less<_Key>,
    typename _Alloc = std::allocator<_Key> >
class set
{
    // concept requirements
    typedef typename _Alloc::value_type                   _Alloc_value_type;

public:
    // typedefs:
    //@{
    /// Public typedefs.
    typedef _Key     key_type;
    typedef _Key     value_type; // value也是key
    typedef _Compare key_compare;
    typedef _Compare value_compare;
    typedef _Alloc   allocator_type;
    //@}

private:

    typedef _Rb_tree<key_type, value_type, _Identity<value_type>,
            key_compare, _Key_alloc_type> _Rep_type;
    _Rep_type _M_t;  // Red-black tree representing set.
};

set_key.png

Segunda questão: não é possível usar o iterador para alterar o valor dos elementos.

Sobre a impossibilidade de usar o iterador para alterar o valor dos elementos, observe os iteradores adiante: percebemos que todos usam const_iterator, e assim a segunda questão também está respondida.

template<typename _Key, typename _Compare = std::less<_Key>,
    typename _Alloc = std::allocator<_Key> >
class set
{
private:

    typedef _Rb_tree<key_type, value_type, _Identity<value_type>,
            key_compare, _Key_alloc_type> _Rep_type;
    _Rep_type _M_t;  // Red-black tree representing set.

public:
    typedef typename _Rep_type::const_iterator            iterator;
    typedef typename _Rep_type::const_iterator            const_iterator;
    typedef typename _Rep_type::const_reverse_iterator    reverse_iterator;
    typedef typename _Rep_type::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
};

Com a análise anterior, lembramos de queue, priority_queue e stack: todos eles usam um contêiner subjacente e, por isso, são chamados de adaptadores de contêiner; o set também usa um contêiner subjacente e, portanto, também pode ser chamado de container adapter, ou seja, adaptador de contêiner.

Terceira questão: a inserção é de key única.

O que é chamado na base é _M_insert_unique. 

template<typename _InputIterator>
set(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
: _M_t()
{ _M_t._M_insert_unique(__first, __last); }

Vamos dar uma olhada rápida na implementação desta função: O _M_get_insert_unique_pos abaixo retorna um pair; se a key inserida for igual, o second do pair é 0, e é possível julgar pela presença ou não de 0 se a key está repetida. Na verificação do código abaixo, quando second não é 0, ou seja, quando não há repetição, pode-se inserir diretamente, construindo-se nesse caso um pair com second igual a true; caso contrário, constrói-se um pair com second igual a false.

template<typename _Key, typename _Val, typename _KeyOfValue,
     typename _Compare, typename _Alloc>
#if __cplusplus >= 201103L
template<typename _Arg>
#endif
pair<typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue,
               _Compare, _Alloc>::iterator, bool>
_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::
_M_insert_unique( _Arg && __v )

{
    typedef pair<iterator, bool> _Res;
    pair<_Base_ptr, _Base_ptr> __res
        = _M_get_insert_unique_pos( _KeyOfValue() ( __v ) );

    if ( __res.second )
        return(_Res( _M_insert_( __res.first, __res.second,
                     _GLIBCXX_FORWARD( _Arg, __v ) ),
                 true ) );

    return(_Res( iterator( static_cast<_Link_type>(__res.first) ), false ) );
}

Vamos olhar a função mencionada acima: 

template<typename _Key, typename _Val, typename _KeyOfValue,typename _Compare, typename _Alloc>
pair<typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue,
_Compare, _Alloc>::_Base_ptr,typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue,Compare, _Alloc>::_Base_ptr>
_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::
_M_get_insert_unique_pos(const key_type& __k)
{
    // typedef pair
    typedef pair<_Base_ptr, _Base_ptr> _Res;
    // _x表示当前节点,_y表示_x的父节点
    _Link_type __x = _M_begin();
    _Link_type __y = _M_end();
    bool __comp = true;

    // 寻找插入点
    while (__x != 0)
    {
        __y = __x;
        // __k<__x是否为true
        __comp = _M_impl._M_key_compare(__k, _S_key(__x));
        // __k<__x就往左孩子查找，否则右孩子查找
        __x = __comp ? _S_left(__x) : _S_right(__x);
    }
    iterator __j = iterator(__y);
    // __k<__y，往__y的左孩子插入节点即可，不是做插入，是找到位置即可。
    if (__comp)
    {
        // 特殊位置
        if (__j == begin())
        return _Res(__x, __y);
        else
        --__j;  // 左孩子 这里调用了--操作符
    }
    // __j<__k，返回当前节(__x=0)点与父节点
    if (_M_impl._M_key_compare(_S_key(__j._M_node), __k))
        return _Res(__x, __y);
    // _j>=__k,插入失败
    return _Res(__j._M_node, 0);
}

O uso do pair acima me deu uma ideia — então dá para usar assim! Vamos aprender: 

cout<<"flag: "<<itree._M_insert_unique(5).second<<endl;  // 学习返回值
typedef pair<int ,bool> _Res;    // 也来用一下typedef后的pair
cout<<_Res(1,true).first<<endl;  // 直接包裹
_Res r=make_pair(2,false);    // 定义新对象
cout<<r.first<<endl;   // 输出结果

2. multiset

Pelo mesmo raciocínio, multiset e set têm definições basicamente semelhantes; a diferença está na função usada na inserção, que é justamente o que permite a inserção de keys repetidas!

 template<typename _InputIterator>
multiset(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
: _M_t()
{ _M_t._M_insert_equal(__first, __last); }
Agora vamos analisar _M_insert_equal:

typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::iterator
_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::
_M_insert_equal(_Arg&& __v)
{
    pair<_Base_ptr, _Base_ptr> __res = _M_get_insert_equal_pos(_KeyOfValue()(__v));
    return _M_insert_(__res.first, __res.second, _GLIBCXX_FORWARD(_Arg, __v));
}

Continuamos a rastrear a função _M_get_insert_equal_pos acima:

template<typename _Key, typename _Val, typename _KeyOfValue,
typename _Compare, typename _Alloc>
pair<typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue,
_Compare, _Alloc>::_Base_ptr,
typename _Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue,
_Compare, _Alloc>::_Base_ptr>
_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::
_M_get_insert_equal_pos(const key_type& __k)
{
    typedef pair<_Base_ptr, _Base_ptr> _Res;
    _Link_type __x = _M_begin();
    _Link_type __y = _M_end();
    while (__x != 0)
    {
        __y = __x;
        __x = _M_impl._M_key_compare(__k, _S_key(__x)) ?
            _S_left(__x) : _S_right(__x);
    }
    return _Res(__x, __y);
}
Comparando essas funções de multiset e set, percebemos que os pairs retornados têm diferenças significativas: o set anterior precisa retornar se a inserção foi bem-sucedida, porque a key não pode se repetir; já o multiset não precisa retornar se a inserção foi bem-sucedida, e por isso não existe um tipo bool no pair — ele retorna diretamente o pair formado pelo ponto de inserção. Assim, em comparação com o anterior, não importa quantas keys você tenha ou como se repitam, todas podem ser inseridas.

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