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前言

tuple 是類似于pair的模板。每個(gè)pair的成員類型都不相同，但每個(gè)pair都恰好有兩個(gè)成員。不同tuole類型的也不相同，但一個(gè)tuple可以有任意數(shù)量的成員。每個(gè)確定的tuple類型的成員數(shù)目是固定的，但一個(gè)tuple類型的成員數(shù)目可以與另一個(gè)tuple類型不同。

當(dāng)我們希望將一些數(shù)據(jù)組合成單一對(duì)象，但又不想麻煩地定義一個(gè)新數(shù)據(jù)來(lái)表示這些數(shù)據(jù)時(shí)，tuple是非常有用的。

例如我們可以構(gòu)造一個(gè)tuple 

tuple<const char*, int>tp = make_tuple(sendPack,nSendSize); 

這個(gè)tuple等價(jià)于一個(gè)結(jié)構(gòu)體

struct A 
{ 
  char* p; 
  int len; 
}; 

用tupletp就可以不用創(chuàng)建這個(gè)結(jié)構(gòu)體了，而作用是一樣的，是不是更簡(jiǎn)潔直觀了

還有一種方法也可以創(chuàng)建元組，用std::tie，它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)元組的左值引用。

auto tp = return std::tie(1, "aa", 2); 

tp的類型實(shí)際是：

std::tuple<int&,string&, int&> 

tuple初印象

tuple支持如下的操作

std::tuple<T1, T2, ...TN> t;            //創(chuàng)建一個(gè)空的tuple對(duì)象（使用默認(rèn)構(gòu)造），它對(duì)應(yīng)的元素分別是T1和T2...Tn類型，采用值初始化。 
std::tuple<T1, T2, ...TN> t2(v1, v2, ... vn);    //創(chuàng)建一個(gè)tuple對(duì)象，它的元素分別是T1和T2 ...Tn類型; 每個(gè)成員用對(duì)應(yīng)的vi進(jìn)行初始化 
std::tuple<T1&> t3(ref&); // tuple的元素類型可以是一個(gè)引用 

像pair一樣也可以通過(guò)make_tuple進(jìn)行創(chuàng)建一個(gè)tuple對(duì)象，tuple的類型從初始值的類型推斷

std::make_tuple(v1, v2);  

返回t的第i個(gè)數(shù)據(jù)成員的引用：如果t是一個(gè)左值，結(jié)果是一個(gè)左值引用;否則，結(jié)果是一個(gè)右值引用。此外tuple的所有成員都是pulic的。

get<i>(t) 

我們可以將tuple看作一個(gè)“快速而隨意”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

定義和初始化tuple

當(dāng)我們定義一個(gè)std::tuple時(shí)，需要指出每個(gè)成員的類型。

tuple<size_t,size_t,size_t> threeD; //三個(gè)成員都被設(shè)置為0 
 
tuple<string,vector<doble>,int ,list<int>> someVal("constans",{3.14,2.718},42,{0,1,2,3,4,5}); 

當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)std::tuple對(duì)象時(shí)，可以使用tuple的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，它會(huì)對(duì)每個(gè)成員進(jìn)行值初始化;也可以向上面someVal初始化一樣，為每個(gè)成員提供一個(gè)初始值，此時(shí)的構(gòu)造函數(shù)是explicit的，因此必須使用直接初始化方法。

tuple<size_t,size_t,size_t> htreeD = {1,2,3}; 
tuple<size_t,size_t,size_t> htreeD(1,2,3); 

類似make_pair函數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)定義了make_tuple函數(shù)，我們還可以使用它來(lái)生成std::tuple對(duì)象。

auto item = mak_tuple("0-999-78345-x",3,20.00); 

類似make_pair，make_tuple函數(shù)使用初始值的類型來(lái)推斷tuple的類型。在上面示例中，item是一個(gè)tuple，類型為tuple .

訪問(wèn)tuple的成員

一個(gè)pair總是有兩個(gè)成員，這樣標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就可以為他們命名(first和second)，但是這種命名方法不適用于tuple，因?yàn)橐粋€(gè)tuple的類型的成員數(shù)目是沒有限制的。因?yàn)?，tuple的成員都是未命名的。要訪問(wèn)一個(gè)tuple的成員，就要使用一個(gè)名為get的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)模板。為了使用get，我們必須指定一個(gè)顯示模板實(shí)參，它指出我們想要訪問(wèn)第幾個(gè)成員。我們傳遞給get一個(gè)tuple對(duì)象，它返回指定成員的引用。

auto book  = get<0>(iterm); //返回iterm的第一個(gè)成員 
auto cnt  = get<0>(iterm); //返回iterm的第二個(gè)成員 
auto price  = get<0>(iterm)/cnt; //返回iterm的第三個(gè)成員 

尖括號(hào)中的值必須是一個(gè)整型常量表達(dá)式，與平時(shí)一樣，我們從0開始計(jì)數(shù)，意味著get<0>是第一個(gè)成員。

如果不知道tuple準(zhǔn)確的類型細(xì)節(jié)信息，可以用兩個(gè)輔助類模板查詢tuole的成員的數(shù)量和類型：

1.一個(gè)類模板，可以通過(guò)一個(gè)tuple類型初始化，它有一個(gè)名為value的public constexpr static數(shù)據(jù)類型，類型為size_t,表示給定tuple類型中成員數(shù)量

tuple_element<i,tupleType>::type 

2.一個(gè)類模板，可以通過(guò)一個(gè)整型常量和一個(gè)tuple類型來(lái)初始化。它有一個(gè)名為type的public成員，表示給定tuple類型中指定的類型

tuple_size<tupleType>::value 

通過(guò)這兩個(gè)類模板我們可以獲得我們需要的tuple變量的成員數(shù)量和類型

typedef decltype（item） trans；//trans是item的類型 
 
size_t sz = tuple_size< trans>::value；//返回trans類型對(duì)象中成員的數(shù)量 
 
tuple_element<1,trans>::type cnt ; // cnt 為 item第二個(gè)成員變量類型  int型 
 
cnt = get<1>(item); 

為了使用tuple_size或tuple_element,我們需要知道一個(gè)tuple對(duì)象的類型。與往常一樣，確定一個(gè)對(duì)象的類型的最簡(jiǎn)單的方法就是使用decltype，在typedef decltype(item) trans;中，我們使用decltype來(lái)為item定義一個(gè)類型別名，用它來(lái)實(shí)例化這兩個(gè)模板。

tuple_size有一個(gè)名為value的public static數(shù)據(jù)成員，它表示給定tuple中成員的數(shù)量。 tuple_element模板除了一個(gè)tuple類型外，還接受一個(gè)索引值。它有一個(gè)名為type的public類型成員，表示給定tuple類型中指定成員類型。類似get，tuple_element所使用的索引也是從0開始計(jì)數(shù)的。

std::tuple的關(guān)系和相等運(yùn)算符的行為類似容器的對(duì)應(yīng)操作。這些運(yùn)算符逐對(duì)比較左側(cè)tuple和右側(cè)tuple的成員。只有兩個(gè)tuple具有相同數(shù)量的成員時(shí)，我們才可以比較它們。而且，為了使用tuple的相等或不等運(yùn)算符，對(duì)每對(duì)成員使用==運(yùn)算符必須都是合法的;為了使用關(guān)系運(yùn)算符，對(duì)每對(duì)成員使用 < 必須都是合法的。

關(guān)系和相等運(yùn)算符：當(dāng)兩個(gè)tuole具有相同數(shù)量的成員且成員對(duì)應(yīng)相等時(shí)，兩個(gè)才tuple相同。

tuple<string,string> duo("1","2"); 
tuple<size_t,size_t> twoD(1,2); 
 
bool b = (duo == twoD); // 錯(cuò)誤，不能比較size_t 和 string 
 
tuple<size_t,size_t,size_t> threeD(1,2,3); 
 b = (duo == threeD); // 錯(cuò)誤，成員數(shù)量不同 
tuple<size_t,size_t> origin(0,0); 
 b = (origin < twoD); // 正確：b為true 

由于tuple定義了<和==運(yùn)算符，我們可以將tuple序列傳遞給算法，并且可以在無(wú)序容器中將tuple作為關(guān)鍵字類型。

利用tie進(jìn)行解包元素的值

如同pair一樣也是可以通過(guò)tie進(jìn)行解包tuple的各個(gè)元素的值。如下tuple對(duì)象有4個(gè)元素，通過(guò)tie解包將會(huì)把這4個(gè)元素的值分別賦值給tie提供的4個(gè)變量中。

int main(int argc, char **argv) { 
    std::tuple<std::string, int, std::string, int> tp; 
    tp = std::make_tuple("Sven", 25, "Shanghai", 21); 
    // 定義接收變量 
    std::string name; 
    std::string addr; 
    int ages; 
    int areaCode; 
  
    std::tie(name, ages, addr, areaCode) = tp; 
    std::cout << "Output: " << '\n'; 
    std::cout << "name: " << name <<", "; 
    std::cout << "addr: " << addr << ", "; 
    std::cout << "ages: " << ages << ", "; 
    std::cout << "areaCode: " << areaCode << '\n'; 
    return 0; 
} 

輸出結(jié)果：

name: Sven, addr: Shanghai, ages: 25, areaCode: 21

但有時(shí)候tuple包含的多個(gè)元素時(shí)只需要其中的一個(gè)或兩個(gè)元素，如此可以通過(guò)std::ignore進(jìn)行變量占位，這樣將會(huì)忽略提取對(duì)應(yīng)的元素?？梢孕薷纳鲜隼蹋?/p>

std::tie(name, ages, std::ignore, std::ignore) = tp; 

std::tuple中元素是被緊密地存儲(chǔ)的(位于連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域)，而不是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。

如何遍歷tuple成員

N表示tuple中的第N個(gè)元素

#include <iostream> 
#include <tuple> 
#include <string> 
  
using namespace std; 
  
template<typename Tuple, int N = std::tuple_size<Tuple>::value> 
struct Printer 
{ 
  static void log(Tuple& t) { 
    Printer<Tuple, N - 1>::log(t); 
  
    using type = typename std::tuple_element<N - 1, Tuple>::type; 
    std::string ts = typeid(type).name(); 
    type& v = std::get<N - 1>(t); 
  
    std::cout << ts << ":" << v << std::endl; 
  } 
}; 
  
template<typename Tuple> 
struct Printer<Tuple,  1> 
{ 
  static void log(Tuple& t) { 
    using type = typename std::tuple_element<0, Tuple>::type; 
    std::string ts = typeid(type).name(); 
    type& v = std::get<0>(t); 
  
    std::cout << ts << ":" << v << std::endl; 
  } 
}; 
  
int main() { 
  std::tuple<int, bool, string> t = std::forward_as_tuple(11, true, "ok"); 
  Printer<std::tuple<int, bool, string>>::log(t); 
  
  return 1; 
} 

tuple做返回相關(guān)作用

使用tuple返回多個(gè)值，tuple的一個(gè)常見用途就是從一個(gè)函數(shù)返回多個(gè)值。

返回tuple的函數(shù)

tuple<int, string> fun() 
{ 
        // 用make_tuple來(lái)構(gòu)造一個(gè)tuple 
return make_tuple(1024, "tuple"，'3'); 
} 

使用函數(shù)返回的tuple

auto tp = fun(); 
auto id      = std::get<0>(tp); 
 
auto name= std::get<1>(tp); 
 
auto num  = std::get<2>(tp); 

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