C++ pair的定义及使用

本文详细介绍了C++中pair类型的三种赋值方法,并通过实例展示了如何使用这些方法来创建pair对象。
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声明为pair类型的变量可以有三种赋值方法:

1. 通过初始化赋值 直接声明的时候 后面加括号并且数据,如下a
2. 通过.first  .second 来赋值 如下b
3. 通过 = make_pair() 来赋值, 如下c
  a. pair <string,double> product1 ("tomatoes",3.25);
  pair <string,double> product2;
  pair <string,double> product3;
 b.  product2.first = "lightbulbs"; // type of first is string 
    product2.second = 0.99; // type of second is double


 c. product3 = make_pair ("shoes",20.0);


template <class T1, class T2> struct pair;
Pair of values

This class couples together a pair of values, which may be of different types (T1 and T2). The individual values can be accessed through the public members first and second.

The class is defined as:

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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& x, const T2& y) : first(x), second(y) {}
  template <class U, class V>
    pair (const pair<U,V> &p) : first(p.first), second(p.second) { }
}


Members

first_type, second_type
Alises of template parameters T1 and T2 respectively.
first, second
Data members containing the first and second values stored in the pair.
pair()
Constructs a pair object with each of its members first and second constructed with their respective default constructors.
pair(const T1& x, const T2& y)
Constructs a pair object with its members first and second initialized to x and y, respectively.
template <class U, class V> pair (const pair<U,V> &p)
Constructs a pair object with its members first and second initialized to the corresponding elements in p, which must be of any couple of implicitly-convertible types (including the same types).

Example

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#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>
using namespace std;

int main () {
  pair <string,double> product1 ("tomatoes",3.25);
  pair <string,double> product2;
  pair <string,double> product3;

  product2.first = "lightbulbs";     // type of first is string
  product2.second = 0.99;            // type of second is double

  product3 = make_pair ("shoes",20.0);

  cout << "The price of " << product1.first << " is $" << product1.second << "\n";
  cout << "The price of " << product2.first << " is $" << product2.second << "\n";
  cout << "The price of " << product3.first << " is $" << product3.second << "\n";
  return 0;
}


Output:

The price of tomatoes is $3.25
The price of lightbulbs is $0.99
The price of shoes is $20

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<think>我们被要求解释C++pair模板的结构定义、功能、用法。根据引用[1],pair是STL中的一个类模板,用于将两个值组合成一个对象。这对于需要返回两个值的函数或存储键值对(如在map中)非常有用。结构定义(来自引用[1]):template<class_T1,class_T2>structpair{_T1first;_T2second;//默认构造函数,使用无参构造函数初始化first和secondpair():first(),second(){}//带参数的构造函数,用两个值初始化pair(const_T1&__a,const_T2&__b):first(__a),second(__b){}//模板构造函数,允许从另一个pair转换(当两个pair的模板参数可以转换时)template<class_U1,class_U2>pair(constpair<_U1,_U2>&__p):first(__p.first),second(__p.second){}};功能:将两个值组合成一个单一对象,这两个值可以是不同类型的。pair通常用于需要返回两个值的函数,或者作为关联容器(如map、multimap)的元素。用法:1.直接构造:可以显式指定类型并传递初始值。例如:pair<int,double>p(1,3.14);2.使用make_pair函数(引用[2]):这是一个非成员函数,可以自动推导类型,避免显式指定类型。例如:autop=make_pair(1,3.14);//返回pair<int,double>3.访问成员:通过first和second成员变量直接访问。例如:cout<< p.first<< ""<< p.second<< endl;4.赋值:可以将一个pair赋值给另一个类型兼容的pair。类型兼容的意思是:左侧pair的first和second类型可以分别由右侧的first和second转换而来。在关联容器中的应用(引用[1]提到):map和multimap的元素类型就是pair,其中first是键(key),second是值(value)。示例(参考引用[2]和[3]):-使用pair存储两个字符串:pair<string,string>author("James","Joyce");-使用make_pairpair<string,int>name_age=make_pair("Alice",25);-在vector中存储pair(引用[3]的例子):vector<pair<string,int>>vec;stringname;intage;while(cin>>name>>age){vec.push_back(make_pair(name,age));}注意:pair结构体还重载了比较运算符(如<、==等),所以pair对象可以比较大小(先比较first,如果相等再比较second),因此可以用在需要比较的场合(如作为set的元素,或者用于排序)。另外,C++11支持列表初始化:pair<int,double>p={1,2.3};总结:pair是一个实用的模板,用于将两个值组合在一起,尤其适用于需要返回多个值的函数和关联容器。根据要求,生成相关问题:§§相关问题§§1.如何用pair实现一个函数返回两个不同类型的值?2.pair支持哪些比较操作?比较规则是什么?3.在C++11中,pair的初始化有哪些新方式?4.为什么关联容器(如map)选择使用pair作为元素类型?</think> ### C++ pair 模板详解 #### 1. **结构定义** 在 STL 中的定义如下: ```cpp template <class _T1, class _T2> struct pair { _T1 first; // 第一个元素 _T2 second; // 第二个元素 // 默认构造函数 pair(): first(), second() {} // 带参构造函数 pair(const _T1 &__a, const _T2 &__b): first(__a), second(__b) {} // 拷贝构造函数(支持类型转换) template <class _U1, class _U2> pair(const pair<_U1, _U2> &__p): first(__p.first), second(__p.second) {} }; ``` [^1] #### 2. **核心功能** - **异构数据封装**:将两个任意类型的数据组合成单一对象(如 `pair<int, string>`) - **关联容器基础**:map/multimap 的元素本质是 `pair<const Key, Value>`[^1] - **多返回值支持**:函数可返回 `pair` 对象代替多个返回值 - **有序存储**:支持比较操作(按 `first` 优先排序) #### 3. **主要用法** 1. **直接构造** `pair<string, int> student("Alice", 95);` 2. **make_pair 快捷构造**(自动推导类型) ```cpp auto p = make_pair(3.14, "PI"); // pair<double, string> ``` [^2] 3. **访问元素** ```cpp cout << p.first << " = " << p.second; // 输出:3.14 = PI ``` 4. **容器存储**(如 vector) ```cpp vector<pair<string, int>> employees; employees.push_back(make_pair("Bob", 30)); ``` [^3] #### 4. 示例场景 ```cpp // 文件读取存储示例 vector<pair<string, double>> prices; while(cin >> name >> value) { prices.emplace_back(name, value); // C++11 高效构造 } // 遍历输出 for(const auto &[key, val] : prices) { // C++17 结构化绑定 cout << key << ":$" << val << endl; } ``` [^3] #### 5. 进阶特性 - **隐式类型转换**:通过模板构造函数实现 `pair<double, int> p = make_pair(2, 3.14); // int→double` - **比较操作**:按字典序比较(先比较 `first`,后比较 `second`) - **C++17 结构化绑定**:支持 `auto [x,y] = pair;` 直接解包 ---
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