【C++】std::tuple

[C++] std::tuple

一、什么是tuple

std::tuple是C++11新标准引入的一个类模板，又称元组，是一个固定大小的异构值集合，由std::pair泛化而来。pair可以看作是tuple的一种特殊情况，成员类目限定为两个。tuple可以有任意个成员数量，但是每个确定的tuple类型的成员数目是固定的。

从概念上讲，它们类似于C的结构体，但是不具有命名的数据成员，我们也可以把他当作一个通用的结构体来用，不需要创建结构体又获取结构体的特征，在某些情况下取代结构体使程序更简洁，直观。

二、typle的基本用法

1、typle对象的创建和初始化

tuple本质上是一个以可变模板参数定义的类模板，它定义在头文件并位于std命名空间中。因此要使用tuple类模板，程序中需要引入一下代码：

    #include 

实例化typle模板类对象常用的方法有两种，一种是借助该类的构造函数，令一中是借助make_typle()函数

1）、类的构造函数

constexpr typle();              //无参构造函数
tuple(const Type&... args);     //拷贝构造函数
typle(typle&& tpl);             //移动构造函数

// 隐式类型转换构造函数
template<class ... UTypes>
    tuple(const typle<UTypes...>& other);   //左值方式
template<class ... UTypes>
    tuple(typle<UTypes...>& other);   //左值方式

//支持初始化列表的构造函数
explicit tuple (const Types&... elems);  	//左值方式
template <class... UTypes>
    explicit tuple (UTypes&&... elems);  	//右值方式

//将pair对象转换为tuple对象
template< class U1, class U2 >
	tuple( const std::pair<U1, U2>& p );
template< class U1, class U2 >
	tuple( std::pair<U1, U2>&& p );

Example

#include 
#include 

int main()
{
	std::tuple<std::string, int> t1;		//无参构造
	std::tuple<std::string, int> t2(t1);	//拷贝构造
	std::tuple<std::string, int> t3(std::make_tuple("haha", 1));
	std::tuple<std::string, long> t4(t3);	//隐式类型转换构造的左值方式
	std::tuple<std::string, int> t5("Mike", 2);	//初始化列表构造的右值方式
	std::tuple<std::string, int > t6(std::make_pair("Jack", 3));	//将pair对象转换为tuple对象
}

2）、make_tuple()函数

make_tuple()函数以模板的形式定义在头文件中，功能是创建一个tuple右值对象（或者临时对象）

Exmaple

    std::tuple<std::string, double, int> t1 = std::make_tuple("Jack", 66.6, 99);
    auto t2 = std::make_tuple(1, "Lily", 'c');

2、获取tuple的值

1）、std::get(std::tuple)

Example

#include 
#include 

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple(1, "PI", 3.14);
    std::cout << '(' << std::get<0>(t1) << ',' 
                << std::get<1>(t1) << ',' 
                << std::get<2>(t1) <<')' << std::endl；
    return 0;
}

// output：(1,PI,3.14)

值得注意的是，由于get的特性，tuple不支持迭代，只能同构元素索引(或tie解包)进行获取元素的值。但是给定的索引必须是在编译器就已经给定，不能在运行期进行动态传递，否则将发生编译错误

2）、std::tie()

解包时，我们如果只想解某个位置的值时，可以用std::ignore占位符来表示某个位置的值

Example

#include 
#include 

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple(1, "PI", 3.14);
    auto t2 = std::make_tuple(2, "MAX", 999);
    std::cout << '(' << std::get<0>(t1) << ',' 
                << std::get<1>(t1) << ',' 
                << std::get<2>(t1) <<')' << std::endl；
    int num = 0;
    std::string name;
    double value;
    std::tie(num, name, value) = t1;
    std::cout << '(' << num << ',' << name << ',' << value  << ')' << std::endl;
    num = 0, name = "", value = 0;
    std::tie(std::ignore, name, value) = t2;
    std::cout << '(' << num << ',' << name << ',' << value  << ')' << std::endl;
    return 0;
}

/*
(1,PI,3.14)
(1,PI,3.14)
(0,MAX,999)
*/

3）、其他方法

Ⅰ、可以采用std::tuple_size::value来获取，其中T必须要显示给出tuple的类型;

Example:

#include 
#include 

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple(2, "MAX", 99, 88 , 65.6);
    std::cout << "The t1 has elements:" << std::tuple_size<decltype(t1)>::value << std:: endl;
    return 0;
}
/*
output: The t1 has elements: 5
*/

Ⅱ、获取元素类型

可以直接采用std::tuple::type来获取;

#include 
#include 

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple(2, "MAX", 999.9);
    std::cout << "The t1 has elements: " << std::tuple_size<decltype(t1)>::value << std::endl;
    std::tuple_element<0, decltype(t1)>::type type0;
    std::tuple_element<0, decltype(t2)>::type type0;
    std::tuple_element<0, decltype(t3)>::type type0;
    type0 = std::get<0>(t1);
    type1 = std::get<1>(t1);
    type2 = std::get<2>(t2);
    std::cout << "type0 : " << type0 << std::endl;
    std::cout << "type1 : " << type1 << std::endl;
    std::cout << "type2 : " << type2 << std::endl;
    return 0;
}
/*
output:
The t1 has elements: 3
type0 : 2
type1 : MAX
type2 : 999.9
*/

Ⅲ、使用tuple引用来改变tuple内元素的值

    std::tuple<T1&> t3(ref&);   //tuple的元素类型可以是一个引用

引用声明代表对于创建tuple的对应元素而言，改变tuple的值会影响原有变量

Example:

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple("test", 85.8, 185);
    std::string name;
    double weight;
    int height;

    auto t2 = std::make_tuple(std::ref(name), std::ref(wegith), std::ref(height)) = t1;
    std::cout << "Before change ：" << endl;
    std::cout << '(' << name << ' ' << weight << ' ' << height << ')' << std::endl;

    name = "spark", weight = 95.6, height = 188;
    std::cout << "After change ：" << std::endl;
    std::cout << '(' << std::get<0>(t2) << ' ' << std::get<1>(t2) << ' ' << std::get<2>(t2) << ')' << '\n';
    return 0;
}

/*
output:
Before change : 
(test 85.8 185)
After change : 
(spark 95.6 188)
*/

参考：https://blog.csdn.net/weixin_55664293/article/details/125365041