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C++如何求两个集合的交集_C++标准库set_intersection用法【集合】

穿越時空

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发布时间:2026-02-04 15:28:01

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set_intersection要求输入范围升序排列,因其仅执行归并扫描而非排序;若传入未排序容器将导致结果错误或遗漏交集元素。

c++如何求两个集合的交集_c++标准库set_intersection用法【集合】

set_intersection 为什么必须传入已排序的容器

set_intersection 不做排序,只做归并扫描。它假设两个输入范围都是升序排列的,内部用双指针逐个比对元素——如果传入未排序的 std::vector 或乱序 std::list,结果不可预测,甚至可能跳过合法交集元素。

常见错误现象:set_intersection 返回空结果,或只返回部分交集,而手动检查发现明明有重合元素。

  • 使用前务必确保输入迭代器范围有序(可用 std::sort 预处理)
  • std::setstd::multiset 的底层红黑树天然有序,可直接传其 begin()/end()
  • 若需保留原始顺序但又要交集,先复制、排序、求交、再映射回原索引(额外开销)

如何正确调用 set_intersection 并保存结果

它不分配内存,只把结果写入你提供的输出迭代器。最常用的是配合 std::back_inserter 写入 std::vector

std::vector a = {1, 2, 4, 5};
std::vector b = {2, 3, 4, 6};
std::vector result;
std::set_intersection(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end(), std::back_inserter(result));
// result == {2, 4}
  • 输出容器必须可增长(std::vectorstd::list),不能是固定大小数组
  • 若提前知道最大交集大小,也可用 result.resize(std::min(a.size(), b.size())) + 普通指针迭代器,再用 result.erase(...) 截断
  • 注意:输出迭代器类型必须支持赋值(*it++ = value),std::ostream_iterator 也合法,但仅用于打印

处理重复元素:set_intersection vs multiset_intersection

set_intersection 按“数学集合”语义处理:每个值最多出现一次,即使输入含重复(如 {1,1,2}{1,2,2}),结果仍是 {1,2}

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  • 要保留重复次数(即“多重集合交集”),得用 std::set_intersection 配合 std::multiset ——前提是输入本身是 multiset 且已排序(它们天然满足)
  • 或者手写逻辑:用 std::count 统计较小集合中某值出现次数,取 min 后插入对应次数
  • 性能提示:对 multiset 调用 set_intersection 仍只产生去重结果;真要多重交集,必须自己实现或用 std::remove_copy_if 等组合

替代方案:不用算法库,直接用 set/multiset 的成员函数

如果你操作的是 std::setstd::multiset,不必非用泛型算法。更简洁安全的方式是遍历较小集合,用 find 查询:

std::set a = {1, 2, 4, 5};
std::set b = {2, 3, 4, 6};
std::set result;
for (const auto& x : a) {
    if (b.find(x) != b.end()) result.insert(x);
}
  • 代码更直观,无需担心排序或迭代器有效性
  • 时间复杂度为 O(n log m),略慢于 set_intersection 的 O(n + m),但对中小规模数据差异不明显
  • 优势在于可随时加入条件过滤(比如只取偶数交集),而泛型算法难以嵌入逻辑

真正容易被忽略的是:set_intersection 的输入范围必须严格升序,连相等元素的相对位置都影响结果;而 set::find 方式完全规避了这个约束,也更贴近日常调试直觉。

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