【C++进阶】pair容器

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一、什么是pair

假设我想打包两种数据，第一个是学生的姓名，第二个是学生的学号，我们就可以写出如下结构体：

#include <string>struct Student
{std::string _name; // 名字int _id; // 学号
};

像这样只打包两种数据，我们就可以使用std::pair。pair的中文意思一对，也就是说它只能保存一对数据

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pair是C++已经定义好的结构体，同时也是一个类模板，并且使用前需要加上头文件<utility>

【pair部分源码】

template <class T1, class T2>
struct pair
{typedef T1 first_type;typedef T2 second_type;T1 first;T2 second;pair(): first(T1()), second(T2()){}pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b){}
}

通过以上源码我们发现：pair有两个公有成员变量，分别是：first和second。并且它们可以直接在类外被使用。

【声明方式】

类模板实例化对象需要加上<>

std::pair<第一个数据类型,第二个数据类型> 变量名

接下来我用代码演示一下刚才的学生结构体

#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>int main()
{// 第一个数据类型为string，表示学生的姓名// 第二个数据类型为int,表示学生的学号std::pair<std::string, int> stu;stu.first = "Weraphael";stu.second = 2022;std::cout << "姓名:" << stu.first << std::endl;std::cout << "学号:" << stu.second << std::endl;return 0;
}

【运行结果】

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二、pair的初始化

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pair常见的初始化是以上第一种和第二种，分别是默认构造和拷贝构造

注意：如果使用默认构造函数初始化，其成员变量first和second的值是0（如果是string就是空字符串）

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除此之外，还有第三种初始化方式

std::pair<类型1, 类型2> 变量名(第一个数据的初始值, 第二个数据的初始值);
// 对应的类型一定要匹配！！！

【代码演示】

#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>int main()
{std::pair<std::string, int> p("Weraphael", 18);std::cout << "姓名:" << p.first << std::endl;std::cout << "年龄:" << p.second << std::endl;return 0;
}

【程序结果】

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三、pair的大小比较

它们的比较顺序是这样的：首先先比较first成员变量，如果相等就会比较second

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注意：pair内部成员的类型不一样的两个对象不能比较大小！！！

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【代码验证】

pair内部已经实现过比较大小运算符重载了

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#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>int main()
{std::pair<int, std::string> p1(18, "Weraphael");std::pair<int, std::string> p2(19, "Weraphael");std::cout << "p1是否小于p2：" << (p1 < p2) << std::endl;std::pair<int, std::string> p3(18, "zhangsan");std::cout << "p1是否小于p3：" << (p1 < p3) << std::endl;std::pair<int, std::string> p4(18, "Weraphael");std::cout << "p1是否等于p4：" << (p1 == p4) << std::endl;return 0;
}

【运行结果】

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四、make_pair函数

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功能：make_pair函数接收两个参数，然后它会将这两个参数来创建pair对象

【代码样例】

#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>int main()
{std::pair<int, int> p = std::make_pair(1, 2);std::cout << "first:" << p.first << std::endl;std::cout << "second:" << p.second << std::endl;return 0;
}

【程序结果】

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以上我们发现：用了make_pair函数后，代码变长了。但是实际上，make_pair函数是用来简化代码的。

从C++到C++17，结构体创建对象的代码一直都在简化。我们可以看C++98是如何简化pair创建对象的代码的：

有两个long long类型的变量，现需要通过一个打印函数，将这两个变量打包成pair后再打印

如果不使用make_pair函数，就会写出以下代码

#include <iostream>
#include <utility>void Print(std::pair<long long, long long> p)
{std::cout << "first:" << p.first << std::endl;std::cout << "second:" << p.second << std::endl;
}int main()
{long long a = 1;long long b = 2;Print(std::pair<long long, long long>(a, b));return 0;
}

【运行结果】

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但是用了make_pair函数后，以上代码就会简化很多

#include <iostream>
#include <utility>void Print(std::pair<long long, long long> p)
{std::cout << "first:" << p.first << std::endl;std::cout << "second:" << p.second << std::endl;
}int main()
{long long a = 1;long long b = 2;Print(std::make_pair(a, b));return 0;
}