3.15.7 BTreeSet（B 树集合）

Rust 中的 BTreeSet（B 树集合）是一种自平衡的有序集合数据结构，它以 B 树的形式存储元素。BTreeSet 具有对数级的时间复杂度，这使得它在需要维护元素顺序时非常有效。以下是有关 Rust BTreeSet 的一些详细信息：

1. 创建 BTreeSet：

要创建一个新的空 BTreeSet，可以使用 BTreeSet::new() 方法。需要导入 std::collections::BTreeSet 模块以使用 BTreeSet。

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::collections::BTreeSet;

let mut set = BTreeSet::new();
}

2. 添加元素：

可以使用 insert() 方法向 BTreeSet 中添加元素。如果元素已存在，则此方法将返回 false，否则返回 true。

#![allow(unused)]
fn main() {
set.insert(1);
set.insert(2);
set.insert(3);
}

3. 检查元素是否存在：

可以使用 contains() 方法检查 BTreeSet 中是否存在指定的元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
let contains = set.contains(&1); // 返回布尔值
}

4. 删除元素：

可以使用 remove() 方法删除 BTreeSet 中的元素。此方法返回一个 bool 类型，如果找到并删除了元素，则返回 true，否则返回 false。

#![allow(unused)]
fn main() {
set.remove(&1); // 删除元素 1
}

5. 遍历元素：

可以使用 for 循环遍历 BTreeSet 中的所有元素。遍历顺序按元素的顺序进行。

#![allow(unused)]
fn main() {
for element in &set {
    println!("{}", element);
}
}

6. BTreeSet 的长度：

可以使用 len() 方法获取 BTreeSet 中的元素数量。还可以使用 is_empty() 方法检查 BTreeSet 是否为空。

7. 集合操作：

BTreeSet 支持一些基本的集合操作，如并集、交集、差集和对称差集。

并集（union）：返回一个新的 BTreeSet，包含两个集合中的所有元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
let set1: BTreeSet<_> = [1, 2, 3].iter().cloned().collect();
let set2: BTreeSet<_> = [3, 4, 5].iter().cloned().collect();
let union: BTreeSet<_> = set1.union(&set2).cloned().collect();
}

交集（intersection）：返回一个新的 BTreeSet，包含两个集合中共有的元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
let intersection: BTreeSet<_> = set1.intersection(&set2).cloned().collect();
}

差集（difference）：返回一个新的 BTreeSet，包含第一个集合中存在但第二个集合中不存在的元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
let difference: BTreeSet<_> = set1.difference(&set2).cloned().collect();
}

对称差集（symmetric_difference）：返回一个新的 BTreeSet，包含两个集合中唯一的元素（也就是只存在于一个集合中的元素）

#![allow(unused)]
fn main() {
let symmetric_difference: BTreeSet<_> = set1.symmetric_difference(&set2).cloned().collect();
}

8. 最小和最大元素：

可以使用 first() 和 last() 方法分别获取 BTreeSet 中的最小和最大元素。这些方法返回一个 Option<&T> 类型，如果找到元素，则返回 Some(&element)，否则返回 None。

#![allow(unused)]
fn main() {
let min_element = set.first(); // 返回 Option<&T>
let max_element = set.last(); // 返回 Option<&T>
}

9. 范围查询：

可以使用 range() 方法查询 BTreeSet 中某个范围内的元素。例如，可以查询所有大于等于 1 且小于等于 3 的元素：

#![allow(unused)]
fn main() {
for element in set.range(1..=3) {
    println!("{}", element);
}
}

10. 清空 BTreeSet：

可以使用 clear() 方法删除 BTreeSet 中的所有元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
set.clear(); // 清空 BTreeSet
}

总之，Rust 中的 BTreeSet 提供了一种有序集合数据结构，适用于需要维护元素顺序以及执行集合操作的场景。与 BTreeMap 类似，BTreeSet 具有对数级的时间复杂度，这使得它在需要维护元素顺序时非常有效。然而，在需要快速查找、添加和删除操作的场景中，使用基于哈希表的数据结构（如 HashSet）可能更适合。

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