C++---》stl : pair 从使用到模拟实现

一. pair简述

        pair类，一组值，它呢将两个值（values）耦合（couples）到一块，这两个值的类型可能是不一样的比如T1，T2,，  这两个各自的值可以通过，pair的public的成员变量：first和second来访问。

二 . 拷贝构造和makepair 

   简单来说pair是一个模板类 可以理解为 ： 

template<class first_type,class second_type> 
pair{// 构造函数
// 其他成员函数 public:first_type first;first_type second;}

2.1 默认空参构造

   如下代码：

std::pair <std::string, double> product1;       // default constructor
cout << product1.first << " : " << product1.second;

   本质上他会根据你的pair中的两个成员变量： first 和second：这个类具体化的string类和double类，调用他们的空参构造来初始化你的first和second得到的结果就是： 一个空串和一个0  

2.2 值初始化构造

 如下代码：

const string str = "watermelon";
pair<string, int>my_value_init_pair(str,100);cout << my_value_init_pair.first << " : " << my_value_init_pair.second << endl;std::pair <std::string, double> product2("tomatoes", 2.30);   
cout << product2.first << " : " << product2.second << endl;

输出结果： 

    显然我们的pair我们传递的是一个const str和一个整数：100，调用的构造函数：  

initialization (3)	pair (const first_type& a, const second_type& b);

这个时候实例化也就是pari(const string& a, const int& b).  我们的传递的是第一组： 是一个 const string 和一个100 ，分别去对应a和b。                                                                             值得注意的是第二组传递的是 一个字符串"tomatoes"  它传递给 const string&a的时候呢 会进行一个构造 传递给string的的构造 构造出一个string对象。

2.3  最值得一谈的拷贝构造

copy (2)	template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr)

参考如下代码：

pair<const char*, int> other_type_pair("hello world",10000);// 不同类型std::pair <string, double> identical_type_pair("tomatoes", 2.30);   // 相同类型std::pair <string, double> product3(other_type_pair);          // 用不同类型的pair类的实例化
std::pair <string, double> product4(identical_type_pair);          // copy constructor cout << product3.first << " : " << product3.second << endl;
cout << product4.first << " : " << product4.second << endl;

输出结果：

 拓展：

     我们的第一张图片的是不可以修改，而经过拷贝构造后却可以修改，这说明一个事情，当进行不同类型的拷贝构造实实在在的是把值赋给了我们的pair，而不是限定类型，这是如何做到的呢？

 参考如下定义： 这个巧妙的拷贝构造 ：

template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr)

   看代码中的例子： 第一个pair是pair<const char*,int> 类型的 而我们的product3是属于pair <string, double> 类型的 二者显然不是一个类型的，但是我们pair的拷贝构造say： i dont care！  当实例化的时候 U和V会自动实例化传进来的pair 我们需要做的仅仅只是一个事情就是把你这个家伙的值赋给当前pair<string,double>类的对象的成员即可：

  大概实现如下代码：(这里的有一个小小的bug 在最后模拟实现解决咯！)

  

namespace mystl {template<class first_type, class second_type>class pair {// 构造函数template<class U, class V> pair(const pair<U, V>& pr) {first = pr.first;second = pr.second;}// 其他成员函数 public:first_type first;first_type second;};
}

三 . pair类的赋值操作符重载和常用的makepair函数

 3.1 赋值重载

   继续用这个例子，发现不然类型的pair依然可以进行一个赋值重载，amazing一下下，这也说明本质上我们的赋值重载也是跟pair的拷贝构造一样 ：模板化的。

  这里的赋值重载的实现： 可以用一下现代写法：借组swap 和拷贝构造

template<class U, class V>pair<first_type, second_type> operator=( pair<U, V> temp) {std::swap(temp.first,this->first);
std::swap(temp.second,this->second);
return *this;
}

3.2 makepair的使用以及理解它的存在

  头文件是 ：  #include<utility>

    谈几个很简单的使用场景：   我们写了一个pair:   pair<string,double> pr1；

 但是我们仅仅是先定义在这还没打算给他值，我们会调用赋值重载。  pr1 = pr2；

   比如我们的pr2 ： pair<const char*,int> pr2 又或者 pair<string ,double> pr2

   又或者是pair<const string，int>  pr2（"dasdas",12312）； 不管你的pr2是哪种类型的，我们的赋值重载都可以帮你兜底，因为他是模板化的： 来者不拒，只要你能给我的成员变量赋值即可： 为什么呢? 我们的pr1的成员变量类型:string  ： 它可以接受 const string 又或者 const char* 的字符串 

    ok，再次捋清楚了一遍pair的模板化赋值重载，那么我们为什么要有make_pair呢？ 简单来说每次我们想整一个pair类 然后写上值：  比如上面我们本来仅仅是想让pr2的内容赋值给pr1但是每次我都要乖乖的写好类型的前缀： pair<const string,int> 又或者.....  这该死的类型还不如自动去推导，所以我们的make_pair说我模板化了，我来帮你推导类型，返回值根据你给定的来推导吧。

demo代码：

int main() {std::pair <std::string, int> planet, homeplanet;pair <const char* const, int> pr("sadasdsad", 123123);homeplanet = pr;planet = std::make_pair("Earth", 6371);homeplanet = planet;std::cout << "Home planet: " << homeplanet.first << '\n';std::cout << "Planet size: " << homeplanet.second << '\n';return 0;
}

输出：

四. 模拟实现pair类

   如下代码 ：  具体实现讲解如上文已经阐述足够清楚： 

namespace mystl {template<class first_type, class second_type>class pair {public:// 构造函数// 空参构造pair() {}// 值构造pair(const first_type& a, const second_type& b): first(a),second(b){}// 拷贝构造/*template<class U, class V> pair(const pair<U, V>& pr) {first = pr.first;second = pr.second;}*/template<class U, class V> pair(const pair<U, V>& pr):first(pr.first),second(pr.second) {}// 赋值重载template<class U, class V>pair<first_type, second_type>& operator=( const pair<U, V> & pr) {first = pr.first;second = pr.second;return *this;}// 其他成员函数 public:first_type first;second_type second;};template <class T1, class T2>pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y) {return pair<T1, T2>(x, y);}}

   

  值得注意我在模拟实现它的时候遇到的第一个问题是：  关于模板类函数 make_pair的定义应该放在pair类的后面 不然会导致pair类未声明的错误。

  第二个错误比较有意思 ： 

error C2789: “mystl::pair<const char *const ,int>::first”: 必须初始化常量限定类型的对象  

  也就是对于拷贝构造这个地方，

mystl::pair <const char*const , int> pr("sadasdsad", 123123); 像这样的测试用例

  对于const char*const 是第一个成员变量的类型，这样是常量类型所以要求要初始化的时候给值。