在C++的标准模板库（STL）中，set和map是两种常用的关联容器，用于存储拥有排序特性的集合。下面深入探讨一下它们及其关联容器的封装。

set 容器

1. 定义和性质：

   • set 是一个关联容器，用于存储不重复的元素，并且元素是有序的。
   • 它基于红黑树实现，所以能在O(log n)时间复杂度内进行插入、删除和查找。

2. 主要特性：

   • 有序性：元素按升序排列，默认使用小于运算符进行排列，可通过自定义比较函数改变排序准则。
   • 唯一性：不允许重复元素。

3. 常用操作：

   • insert(): 插入元素，返回一个pair，包含迭代器和布尔值（表示插入是否成功）。
   • erase(): 删除元素，可以通过迭代器、值或范围进行删除。
   • find(): 查找元素，返回指向找到元素的迭代器，若未找到则返回end()。
   • size(), empty(): 获取元素数量及判断是否为空。

map 容器

1. 定义和性质：

   • map 是一种关联容器，用来存储键值对（key-value pairs），其中每个键是唯一的。
   • 也使用红黑树实现，支持快速的插入、删除和查找操作。

2. 主要特性：

   • 键的有序性：键按升序排列，可以通过自定义比较函数更改排序规则。
   • 唯一键：每个键值对中的键是唯一的，不能重复。

3. 常用操作：

   • insert(): 插入键值对，如果键已存在则不会插入。
   • erase(): 删除指定键的元素或按范围删除。
   • find(): 查找元素，通过键查找，返回指向找到元素的迭代器。
   • operator[]: 访问给定键的值，若键不存在则创建一个新元素。

关联容器的封装技巧

1. 自定义排序：

   • 在set和map中，可以通过构造函数传入自定义比较函数来改变默认的排序规则。例如：
     struct MyCompare { bool operator()(const int& lhs, const int& rhs) const { return lhs > rhs; // 降序排列 } }; std::set<int, MyCompare> mySet;

2. 使用emplace优化性能：

   • emplace在C++11中引入，可以直接在目标位置构造对象，避免不必要的拷贝和移动，提高性能。

3. 迭代器稳定性：

   • 插入和删除操作不会使其他迭代器失效（当然，删除操作会使指向被删元素的迭代器失效）。

4. 批量操作：

   • 对于数量较大的数据操作，使用insert的范围版本（例如insert(first, last)) 会更高效。

5. 混合使用unordered版本：

   • 在不要求排序的情况下，可以考虑使用unordered_set和unordered_map，这些容器提供更好的平均时间复杂度O(1)。

使用set和map时，理解它们的性质和实现方式不仅帮助解决问题，还能在性能和功能之间做出更好的权衡。选择和使用合适的STL容器及其功能，可以显著提升代码的可读性和效率。