【C++】键值对pair的使用和模拟实现

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1. piar的介绍

在 C++ 中， pair 是一个标准库模板，它将两个不同类型的值组合成一个对。 pair 通常用于将相关的两个值（例如键值对、坐标、元素和重量等）封装在一起，以便于处理和传递。

2. pair的使用

1. 键值对： pair 常用于表示键值对，其中第一个元素表示键，第二个元素表示值。例如，在映射（ map ）或无序映射（ unordered_map ）中，可以使用 pair 来存储键和对应的值。
2. 返回多个值：当一个函数需要返回两个或更多相关的值时，可以使用 pair 。这样可以将多个值作为一个整体返回，而不是使用多个单独的返回值。
3. 存储相关数据：如果有两个数据项总是一起出现并且具有相关的意义，例如坐标（x 和 y）、元素和重量、学生和成绩等，可以使用 pair 来方便地存储和操作这些相关的数据。
4. 参数传递：在函数参数中，可以使用 pair 来传递两个相关的值，使得函数可以接收和处理这两个值。

以下是一个简单的示例，展示了如何使用 pair ：

#include <iostream> #include <utility> void processPair(const std::pair<int, std::string>& pairData) { 
       int key = pairData.first; std::string value = pairData.second; // 处理键和值 std::cout << "Key: " << key << ", Value: " << value << std::endl; } int main() { 
       std::pair<int, std::string> pair(123, "Hello, World!"); processPair(pair); return 0; } 

在上述示例中，定义了一个 pair 对象 pair(123, "Hello, World!") ，其中 123 是键， "Hello, World!" 是值。然后，将 pair 对象作为参数传递给 processPair 函数，在函数内部通过 .first 和 .second 成员访问键和值。

3. pair的模拟实现

想要模拟实现pair，就要先去多看看它的一些接口说明，我这里只是以模板的方式简单的模拟实现一些常用的接口。

以下是我模拟实现的一个pair结构体，其中比较大小的操作符我是按照库里面的方式进行实现的（实际中我们很少会用到库里面的实现方式，都是用自己写的仿函数）。经过测试，构造，拷贝构造都没有什么问题

namespace hyt { 
        template<class T1, class T2> struct pair { 
        template<class T> void swap(T& x, T& y) { 
        T tmp = x; x = y; y = x; } // 声明清楚T1是第一个类型,T2是第二个类型 typedef T1 first_type; typedef T2 second_type; // 成员变量 T1 first; T2 second; pair() // 构造函数 :first(T1()) ,second(T2()) { 
       } pair(const T1& _first, const T2& _second) // 构造函数 :first(_first) , second(_second) { 
       } template<class U1, class U2> pair(const pair<U1, U2>& p) // 拷贝构造 :first(p.first) ,second(p.second) { 
       } pair<T1, T2>& operator=(pair<T1, T2> p) // 赋值重载 { 
        // 如果T1或T2为一个需要开辟空间的类型, // 直接赋值的话可能会造成this指针原本指向的空间丢失, // 这里写成这样的目的是为了防止内存泄漏, swap<T1>(first, p.first); swap<T2>(second, p.second); return *this; } }; // Non-member function overloads template <class T1, class T2> bool operator== (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return lhs.first == rhs.first && lhs.second == rhs.second; } template <class T1, class T2> bool operator!= (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return !(lhs == rhs); } template <class T1, class T2> bool operator< (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return lhs.first < rhs.first || (!(rhs.first < lhs.first) && lhs.second < rhs.second); } template <class T1, class T2> bool operator<= (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return !(rhs < lhs); } template <class T1, class T2> bool operator> (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return rhs < lhs; } template <class T1, class T2> bool operator>= (const pair<T1, T2>& lhs, const pair<T1, T2>& rhs) { 
        return !(lhs < rhs); } template <class T1, class T2> pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y) { 
        return (pair<T1, T2>(x, y)); } }