pair


std::pair 是标准库中定义的一个类模板。用于将两个变量关联在一起,组成一个“对”,而且两个变量的数据类型可以是不同的。

类模板(class template)本身不是一个类,而是可以根据 不同数据类型 产生 不同类 的“模板”。

在使用时,编译器会根据传入的数据类型产生对应的类,再创建对应实例。

模板属于 C++ 较为高级的语言特性,在信息学竞赛中几乎不会出现。如果对此感兴趣,可以进一步阅读《C++ Primer》以学习更深层次的 C++ 知识。

通过灵活使用 pair,可以轻松应对 需要将关联数据捆绑存储、处理 的场景。

与自定义的 struct 相比,pair 不需要额外定义结构与重载运算符,因此使用起来更加简便。

然而,自定义 struct 的变量命名往往更加清晰(pair 只能使用 firstsecond 访问包含的两个变量)。同时,如果需要将两个以上的变量进行关联,自定义 struct 会更加合适。

使用

初始化

可以在定义时直接完成 pair 的初始化。

也可以使用先定义,后赋值的方法完成 pair 的初始化。

还可以使用 std::make_pair 函数。该函数接受两个变量,并返回由这两个变量组成的 pair

一种常用的方法是使用宏定义 #define mp make_pair,将有些冗长的 make_pair 化简为 mp

在 C++11 以及之后的版本中,make_pair 可以配合 auto 使用,以避免显式声明数据类型。

关于 auto 的在信息学竞赛中的使用,参见

迭代器 部分的说明。

访问

通过成员函数 firstsecond,可以访问 pair 中包含的两个变量。

也可以对其进行修改。

比较

pair 已经预先定义了所有的比较运算符,包括 <><=>===!=。当然,这需要组成 pair 的两个变量所属的数据类型定义了 == 和/或 < 运算符。

其中,<><=>= 四个运算符会先比较两个 pair 中的第一个变量,在第一个变量相等的情况下再比较第二个变量。

由于 pair 定义了 STL 中常用的 <==,使得其能够很好的与其他 STL 函数或数据结构配合。比如,pair 可以作为 priority_queue 的数据类型。

赋值与交换

可以将 pair 的值赋给另一个类型一致的 pair

也可以使用 swap 函数交换 pair 的值。

应用举例

离散化

pair 可以轻松实现离散化。

我们可以创建一个 pair 数组,将原始数据的值作为每个 pair 第一个变量,将原始数据的位置作为第二个变量。在排序后,将原始数据值的排名(该值排序后所在的位置)赋给该值原本所在的位置即可。

Dijkstra

如前所述,pair 可以作为 priority_queue 的数据类型。

那么,在 Dijkstra 算法的堆优化中,可以使用 pairpriority_queue 维护节点,将节点当前到起点的距离作为第一个变量,将节点编号作为第二个变量。

pair 与 map

map 的是 C++ 中存储键值对的数据结构。很多情况下,map 中存储的键值对通过 pair 向外暴露。

关于 map 更多的内容,请见

关联式容器
无序关联式容器
中相关部分。

贡献者:@Xizeyoupan@SBofGaySchool

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