C++容器 pair

介绍 

        std::pair是一个类模板，它提供了一种将两个异构对象存储为一个单元的方法。pair由< 键 , 值 >构成的“键值对”数据类型，每行都表示一个键值对，其中第一个元素作为键（key），第二个元素作为值（value），例如：

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 初始化pair类型对象

        pair在头文件utility中定义 ，所以使用时，我们需要包含头文件：

#include <utility>

        考虑到“键值对”并不是普通类型数据，C++标准库提供了 pair 类模板，其专门用来将 2 个普通元素 first 和 second（可以是 C++ 基本数据类型、结构体、类自定的类型）创建成一个新元素<first, second>。

// 调用默认构造函数初始化
std::pair<string, double> pair1;

// 使用给定值初始化
std::pair<string, string> pair2("张三","计算机工程学院");

// 调用拷贝构造函数
std::pair<string, string> pair3(pair2);

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元素访问和赋值

        pair提供了first和second两个公有成员，用于访问pair的两个数据成员。

std::pair<char*,double> teacher("李四", 30);
p2.first = "王二";
p2.second = 34;
std::cout << p2.first << "\t" << p2.second << std::endl;     //输出结果 ：王二 34

         两个pair对象，如果他们的first和second成员类型相同，就可以相互赋值；此外，可以用make_pair模板函数创建pair对象，然后把他赋值给pair对象。

std::pair<string,double> s1,s2;
s1 = std::make_pair("李四", 30);                       // 创建pair对象再赋值
s2 = s1;                                               // 同类型pair对象直接赋值

        pair类型也可以定义成数组类型：

std::pair<int,int> match[20];

        pair类型通常用来构造其他容器中的元素，如map中的映射值对，或者vector、list、set中的元素，也常用于函数的返回类型，可以一次返回一个值对，使得函数设计更为简洁。 

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pair大小比较

        utility头文件中除了提供创建 pair 对象的方法之外，还为 pair 对象重载了 <、<=、>、>=、==、!= 这 6 的运算符，其运算规则是：对于进行比较的 2 个 pair 对象，先比较 pair.first 元素的大小，如果相等则继续比较 pair.second 元素的大小。

注意：
对于进行比较的 2 个 pair 对象，其对应的键和值的类型比较相同，否则将没有可比性，
同时编译器提示没有相匹配的运算符，即找不到合适的重载运算符。

std::pair<string, int> pair1("张三", 20);
std::pair<string, int> pair2("李四", 20);
std::pair<string, int> pair3("李四", 30);

// pair1和pair2的key不同，value相同，先比较key大小，输出 pair > pair2
if (pair1 > pair2) {
    std::cout << "pair > pair2" << std::endl;
}
else {
    std::cout << "pair < pair2" << std::endl;
}

//pair2和pair3的key相同，value不同，比较value大小，输出 pair2 < pair3
if (pair2 > pair3) {
    std::cout << "pair2 > pair3" << std::endl;
}
else {
    std::cout << "pair2 < pair3" << std::endl;
}

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pair的成员函数

• swap()：pair类模板提供一个 swap() 成员函数，能够互换 2 个 pair 对象的键值对，其操作成功的前提是这 2 个 pair 对象的键和值的类型要相同：

std::pair<string, int> pair1("pair1", 10);                   
std::pair<string, int> pair2("pair2", 20);

// 交换 pair1 和 pair2 的键值对
pair1.swap(pair2);
std::cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << std::endl;
std::cout << "pair2: " << pair2.first << " " << pair2.second << std::endl;

// 输出：
// pair1: pair2 20
// pair2: pair1 10

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辅助类

std::tuple_size：计算元组的元素个数，pair因为只有两个元素，所以结果一定是2：

std::pair<int, int> p = std::make_pair(2, 3);
int i_count = std::tuple_size<decltype(p)>::value;

std::cout << "pair size is " << i_count << std::endl;       // 输出：pair size is 2

std::tuple_element：获取元组中某个元素的数据类型，【尖括号中的第一个参数】- 元组中元素的索引，【尖括号中的第二个元素】- 哪一个元组

std::pair<int, std::string> p = std::make_pair(1, std::string{ "one" });
std::tuple_element<0, decltype(p)>::type first = std::get<0>(p);
std::tuple_element<1, decltype(p)>::type second = std::get<1>(p);

std::cout << first << " " << second << std::endl;           // 输出：1 one