pair与tuple

pair

pair是 C++ STL（标准模板库）中的一个模板类，用于表示一对相关的对象。它是一个简单的容器，存储两个数据项，它们可以是不同类型的。pair 常用于需要将两个元素一起操作的情况，例如在处理字典（映射）数据结构时，键值对就是一个常见的 pair 示例。

#include <iostream>
#include <utility>  // 引入pair的定义int main() {// 创建一个pairstd::pair<int, std::string> p(1, "Hello");std::cout << "First: " << p.first << std::endl;  // 输出: First: 1std::cout << "Second: " << p.second << std::endl;  // 输出: Second: Helloreturn 0;
}

使用场景

键值对：pair 在处理映射（map）时非常有用，std::map 容器中的元素类型就是 pair，它表示一个键值对。

std::map<int, std::string> m;
m[1] = "Apple";
m[2] = "Banana";for (const auto& p : m) {std::cout << p.first << " -> " << p.second << std::endl;
}

返回多个值：在函数中返回多个值时，pair 可以作为一个简单的解决方案。

std::pair<int, std::string> getData() {return std::make_pair(1, "Result");
}

双指针优化：
排序：首先对 a 和 b 进行排序，这样我们可以通过双指针优化来减少比较次数。

双指针逻辑：

i 和 j 分别指向 a 和 b 的当前元素。

计算 a[i] 和 b[j] 的绝对差 diff，并更新最小差值 minDiff。

如果当前差值小于 minDiff，则更新 minDiff 并清空结果列表 ans，然后加入当前对。

如果差值相等，直接将当前对加入 ans。

根据 a[i] 和 b[j] 的大小关系，移动指针 i 或 j。如果 a[i] 小于 b[j]，则移动 i，否则移动 j。

输出：最终输出最小差值以及所有具有该差值的整数对。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;int main(){vector<int> a = {2, 8, 7, 5, 11};vector<int> b = {22, 15, 12, 31, 3};// 对两个向量进行排序sort(a.begin(), a.end());sort(b.begin(), b.end());int an = a.size(), bn = b.size();vector<pair<int, int>> ans;int i = 0, j = 0, minDiff = INT_MAX;// 双指针遍历while(i < an && j < bn) {int diff = abs(a[i] - b[j]);// 更新最小差值和结果if(diff < minDiff) {minDiff = diff;ans.clear();ans.push_back({a[i], b[j]});} else if(diff == minDiff) {ans.push_back({a[i], b[j]});}// 移动指针if(a[i] < b[j]) {i++;} else {j++;}}// 输出最小差值cout << minDiff << endl;for(const auto& p : ans) {cout << "[" << p.first << " , " << p.second << "]" << endl;}return 0;
}

面试题

给定两个整数数组 a 和 b，找出所有数对 (a[i], b[j])，使得 |a[i] - b[j]| 的差值最小，并输出这些数对以及最小差值。

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;int main(){vector<int> a = {2,8,7,5,11};vector<int> b = {22,15,12,31,3};int an = a.size(),bn = b.size();vector<pair<int,int>> ans;int c,min = INT_MAX;for(int i = 0; i < an; i++){for(int j = 0;j < bn; j++){c = abs(a[i] - b[j]);if(c < min){min = c;ans.clear();ans.push_back({a[i], b[j]});} else if(c == min){ans.push_back({a[i], b[j]});}}}cout << min << endl;for(int i = 0; i < ans.size(); i++){cout << "[" <<ans[i].first <<" ," << ans[i].second << "]" << endl;}return 0;
} 

关于map

在 C++ 中，std::map 是一个关联容器，它存储的是一组键值对，并且根据键值进行排序。每个键值对是一个 pair 对象，其中第一个元素是键，第二个元素是对应的值。std::map 会自动根据键进行排序，默认情况下是按照升序排列。

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>int main() {// 创建一个mapstd::map<int, std::string> m;// 插入元素m.insert({1, "Apple"});m.insert({2, "Banana"});m[3] = "Cherry";  // 使用 [] 操作符插入// 修改值m[2] = "Blueberry";// 查找元素if (m.find(1) != m.end()) {std::cout << "Found key 1: " << m[1] << std::endl;}// 遍历mapfor (const auto& kv : m) {std::cout << kv.first << " -> " << kv.second << std::endl;}// 删除元素m.erase(2);// 输出map大小std::cout << "Map size: " << m.size() << std::endl;return 0;
}

tuple

std::tuple 是 C++ 标准库中的一个容器类型，它允许存储多个异构类型的元素。与数组和 std::vector 等容器不同，std::tuple 允许存储不同类型的数据，且可以存储任意数量的元素。std::tuple 是一个模板类，支持与 C++ 中的其他容器一起使用，并具有强大的访问和操作功能。

#include <iostream>
#include <tuple>int main() {// 创建一个包含不同类型元素的tuplestd::tuple<int, double, std::string> t(1, 3.14, "Hello");std::cout << "First: " << std::get<0>(t) << std::endl;  // 输出: First: 1std::cout << "Second: " << std::get<1>(t) << std::endl; // 输出: Second: 3.14std::cout << "Third: " << std::get<2>(t) << std::endl;  // 输出: Third: Helloreturn 0;
}

解包

std::tuple<int, double, std::string> t(1, 3.14, "Hello");// 使用结构化绑定解包tuple
auto [x, y, z] = t;
std::cout << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;  // 输出: 1, 3.14, Hello

合并

std::tuple<int, double> t1(1, 3.14);
std::tuple<std::string, char> t2("Hello", 'A');auto t3 = std::tuple_cat(t1, t2);std::cout << std::get<0>(t3) << ", " << std::get<1>(t3) << ", " << std::get<2>(t3) << ", " << std::get<3>(t3) << std::endl;

解构

std::tuple<int, double, std::string> t(1, 3.14, "Hello");
int x;
double y;
std::string z;std::tie(x, y, z) = t;std::cout << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;  // 输出: 1, 3.14, Hello