跟我学c++中级篇——std::tuple的复合操作

一、std::tuple

std::tuple在应用中有着独特的作用，它本身可以存储非同质化的数据类型，这个在某些场合下非常有用。std::tuple的初级应用，如生成和获取，在前面的几篇文章中已经进行了较详细的说明。但std::tuple仍然有一些复杂的应用，在实际的应用过程中有很大的作用，比如遍历，本文将在这些角度上进行举例分析。

二、复合操作
1、遍历
std::tuple的遍历，在STL库并未提供，它的实现机理是一个特化的过程，所以不能将其理解为容器，这也是没有提供遍历的可能吧。在前面讲过的遍历变参的基础上，其实还是比较容易想到如何遍历tuple的：

template <class Tp, std::size_t N> struct TupleData {
  static void output(const Tp &t) {
    TupleData<Tp, N - 1>::output(t);
    std::cout << std::get<N - 1>(t) << std::endl;
  }
};
//利用模板的偏特化
template <class Tp> struct TupleData<Tp, 1> {
  static void output(const Tp &t) { std::cout << std::get<0>(t) << std::endl; }
};

template <class... Args> void PrintTuple(const std::tuple<Args...> &t) {
  TupleData<decltype(t), sizeof...(Args)>::output(t);
}
void ForEachTuple() { PrintTuple(std::make_tuple("id", "123456", 23, "man")); }

而使用make_index_sequence方式遍历Tuple需要C++17以上的版本，这个在前面的文章中提供过，这里再拷贝一次对比：

template <typename Tp, std::size_t... ID> void DisplayTuple(const Tp &tp, std::index_sequence<ID...>) {
  ((std::cout << std::get<ID>(tp) << std::endl), ...);
}

template <typename... Args> void GetTuple(const std::tuple<Args...> &tp) {
  DisplayTuple(tp, std::index_sequence_for<Args...>{});//等同std::make_index_sequence{}
}

也可以使用std::apply自动解包：

template <typename T, typename F> auto static useApplyDisplay(T &&tp, F &&fn) {
  std::apply([&fn](auto &&...args) { ((fn(args)), ...); }, tp);
}

int main() {
  std::tuple tp("abc", 3, 66, '4', "object");
  auto displayTuple = [](auto &&a) { std::cout << a << " "; };
  useApplyDisplay(tp, displayTuple);
  
  return 0;
}

需要注意的是，无法直接象遍历容器一样使用变量索引std::get之类的方式去遍历模板中的tuple。遍历的方法有很多，开源库和网上有不少的相关例程，特别是随着C++更新的标准出台，更多简单易行的方法会跟随出来。

• 可参看前文“c++17中的apply和make_from_tuple”

2、组合
这个和std::tuple_cat类似：

template <typename Tp1, typename Tp2, std::size_t... Id1, std::size_t... Id2>
constexpr auto tupleCat(const Tp1 &tp1, const Tp2 &tp2, std::index_sequence<Id1...>, std::index_sequence<Id2...>) {
  return std::make_tuple(std::get<Id1>(tp1)..., std::get<Id2>(tp2)...);
}

template <typename... Args1, typename... Args2>
constexpr auto operator+(const std::tuple<Args1...> &t1, const std::tuple<Args2...> &t2) {
  return tupleCat(t1, t2, std::index_sequence_for<Args1...>{}, std::index_sequence_for<Args2...>{});
}
int main() {
  std::tuple t1{1, 3.0f, "abc"};
  std::tuple t2{33, "1b8c", 'a'};
  auto x = t1 + t2;
  
  return 0;
}

其实弄明白了std::index_sequence， 这些都好理解了。还是要抓住基础中的关键环节，这才是灵活应用的前提。

三、总结
std::tuple很多人看上去觉得有些鸡肋，确实也如此，从易用角度来看，它还需要一段路来走。不过，还是那句话，只有最合适的，没有最好的。只要有伯乐，总会有千里马。把它用在合适的场景上，就能够起到事半功倍的效果。