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C++中的pair，pair和map的结合

article 2025/2/7 18:15:03

文章目录

- - 1. `pair` 的基本用法
  - - 语法：
    - 示例：
  - 2. `pair` 和 `map` 的结合
  - - `map` 的基本用法
    - 语法：
    - 示例：
  - 3. `pair` 和 `map` 中的具体应用
  - - (1) `map` 中的 `pair` 存储
    - (2) `insert` 方法插入 `pair`
    - (3) 使用 `auto` 获取 `pair` 对象
    - (4) 使用 `pair` 和 `map` 返回多个值
  - 4. 结合 `map` 的 `find` 和 `pair`
  - 5. 总结

在 C++ 中，pair 是一个模板类，用于将两个不同类型的数据存储在一个单一的对象中。它通常用于在 C++ 中方便地处理和返回一对值。map 是 C++ 标准库中的一个关联容器，用于存储键值对（key-value pairs）。在 map 中，键（key）是唯一的，每个键都对应一个值（value）。pair 和 map 的结合是非常常见的，因为 map 存储的就是一对值，即键和值。

1. `pair` 的基本用法

pair 是一个模板类，定义在 utility 头文件中。它通常用于存储两个相关的值，支持通过成员变量 .first 和 .second 访问这两个值。

语法：

#include <utility>  // 包含pair的定义
pair<T1, T2> p;  // 创建一个pair，T1和T2是两种数据类型

T1 是第一个值的类型（通常是键类型）。
T2 是第二个值的类型（通常是值类型）。

示例：

#include <iostream>
#include <utility>  // 为了使用 pair
using namespace std;

int main() {
    pair<int, string> p;  // 创建一个 pair，存储一个 int 和一个 string
    p.first = 1;  // 设置第一个值
    p.second = "Hello";  // 设置第二个值

    cout << "First: " << p.first << ", Second: " << p.second << endl;

    return 0;
}

输出：

First: 1, Second: Hello

你也可以使用构造函数来初始化 pair：

pair<int, string> p(1, "Hello");

2. `pair` 和 `map` 的结合

map 是 C++ STL 中的一个关联容器，它使用键值对存储数据。map 中的每一项都是一个 pair，其中 first 是键，second 是值。由于 map 存储的本质就是键值对，因此它与 pair 的结合非常自然。

`map` 的基本用法

map 是基于红黑树实现的，自动按照键的大小排序，默认情况下，键是升序排列的。

语法：

#include <map>  // 包含 map 的定义
map<KeyType, ValueType> m;

KeyType 是键的类型。
ValueType 是值的类型。

示例：

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

int main() {
    // 创建一个 map，键是 int 类型，值是 string 类型
    map<int, string> myMap;

    // 向 map 插入数据
    myMap[1] = "Apple";
    myMap[2] = "Banana";
    myMap[3] = "Cherry";

    // 遍历 map，打印所有的键值对
    for (const auto& p : myMap) {
        cout << p.first << " -> " << p.second << endl;
    }

    return 0;
}

输出：

1 -> Apple
2 -> Banana
3 -> Cherry

3. `pair` 和 `map` 中的具体应用

(1) `map` 中的 `pair` 存储

在 map 中，键值对实际上是一个 pair 对象。当你插入数据时，map 自动管理这些键值对的存储。每一对键值对都有一个 first（键）和一个 second（值）。

例如：

map<int, string> m;
m[1] = "Apple";
m[2] = "Banana";

实际上 map 存储的就是类似于：

pair<int, string>(1, "Apple");
pair<int, string>(2, "Banana");

(2) `insert` 方法插入 `pair`

map 提供了 insert 方法来插入键值对。如果键已经存在，insert 操作将不会替换已有的值。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
    map<int, string> m;

    // 使用 pair 插入元素
    m.insert(pair<int, string>(1, "Apple"));
    m.insert(pair<int, string>(2, "Banana"));
    m.insert(pair<int, string>(3, "Cherry"));

    // 遍历并打印 map
    for (const auto& p : m) {
        cout << p.first << " -> " << p.second << endl;
    }

    return 0;
}

输出：

1 -> Apple
2 -> Banana
3 -> Cherry

(3) 使用 `auto` 获取 `pair` 对象

在遍历 map 时，map 的每个元素实际上是一个 pair。你可以使用 auto 来简化访问，或者显式地使用 first 和 second。

map<int, string> m;
m[1] = "Apple";
m[2] = "Banana";

for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {
    cout << it->first << " -> " << it->second << endl;  // 访问键值对
}

输出：

1 -> Apple
2 -> Banana

(4) 使用 `pair` 和 `map` 返回多个值

由于 pair 可以存储两个相关的值，你可以使用 pair 来返回 map 中的多个值。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

pair<int, string> getData() {
    return pair<int, string>(1, "Apple");
}

int main() {
    pair<int, string> p = getData();
    cout << p.first << " -> " << p.second << endl;
    return 0;
}

输出：

1 -> Apple

4. 结合 `map` 的 `find` 和 `pair`

map 提供了 find 方法，可以通过键查找对应的值。返回的迭代器指向的是 map 中的 pair，包含 first（键）和 second（值）。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
    map<int, string> m;
    m[1] = "Apple";
    m[2] = "Banana";

    auto it = m.find(2);  // 查找键为2的元素
    if (it != m.end()) {
        cout << "Found: " << it->first << " -> " << it->second << endl;
    } else {
        cout << "Not found" << endl;
    }

    return 0;
}