C++/Tuple

<Tuple> 是從C++11正式引入C++標準程式庫中的一個頭文件，定義了C++標準支持的包含固定個數的元素的容器，這些元素可以是不同數據類型。

類（模板）

• tuple：類模板，實現了一種容器，包含的元素個數固定，元素可以是不同類項。是std::pair的推廣。
  • tuple的初始化構造函數都是explicit，所以tuple<int,int> t(1,2);通過編譯而tuple<int,int> t2 ={1,2}; 報錯
• tuple_size<tuple_type>::value：類模板特化，編譯時獲得tuple、pair、array的元素個數
• tuple_element<idx,tupletype>::type：類模板特化，獲取特定元素的類型
• std::uses_allocator<std::tuple>：類模板特化，指出std::uses_allocator的type trait

常量

• ignore：使用tie解開一個tuple時，跳過一個元素的佔位符

函數（模板）

• make_tuple：函數模板，創建一個tuple對象
• tie：函數模板，創建一個完全由左值引用作為實參而構造出的tuple，其效果相當於解開（unpack）一個tuple的當前值賦給一組單個的對象；其中不關心的元素用std::ignore對應。例如：std::tuple<int,std::ignore,string> t(1,2,"hello");
• forward_as_tuple：函數模板，創建一個引用到實參的tuple。如果實參為右值，tuple的數據成員是右值引用；否則為左值引用。
• tuple_cat：函數模板，通過連接任意數量的tuple來創建一個tuple
• std::get<size_t index>(std::tuple)或者std::get<typename>(std::tuple)：函數模板，訪問tuple的特定元素
• operator== ：函數模板，
• operator!= ：函數模板，
• operator< ：函數模板，
• operator<= ：函數模板，
• operator> ：函數模板，
• operator>= ：函數模板，
• std::swap(std::tuple)：函數模板，std::swap算法的特化
• apply：函數模板，C++17引入。調用一個函數，使用tuple作為實參
• make_from_tuple：函數模板，C++17引入。構造一個對象，使用tuple作為實參

例子

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <functional>

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple(10, "Test", 3.14);
    std::cout << "The value of t1 is "
              << "(" << std::get<0>(t1) << ", " << std::get<1>(t1)
              << ", " << std::get<2>(t1) << ")\n";

    int n = 1;
    auto t2 = std::make_tuple(std::ref(n), n);
    n = 7;
    std::cout << "The value of t2 is "
              << "(" << std::get<0>(t2) << ", " << std::get<1>(t2) << ")\n";
}

運行結果為：

The value of t1 is (10, Test, 3.14)
The value of t2 is (7, 1)

下屬例子對於函數或成員函數f，傳入一個元組作為參數並轉化為不定長參數調用：

  

#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<size_t N>
struct Apply {  // convert the n-element tuple to variable-length parameter
	template<typename F, typename T, typename... A>
	static inline auto apply(F && f, T && t, A &&... a)
		-> decltype(Apply<N - 1>::apply(
			::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t),
			::std::get<N - 1>(::std::forward<T>(t)), ::std::forward<A>(a)...
		))
	{
		return Apply<N - 1>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t),
			::std::get<N - 1>(::std::forward<T>(t)), ::std::forward<A>(a)...
		);
	}
};

template<>
struct Apply<0> {
	template<typename F, typename T, typename... A>
	static inline auto apply(F && f, T &&, A &&... a)
		-> decltype(::std::forward<F>(f)(::std::forward<A>(a)...))
	{
		return ::std::forward<F>(f)(::std::forward<A>(a)...);
	}
};

template<typename F, typename T>
inline auto apply(F && f, T && t)  // call f by tuple t as parameter 
  -> decltype(Apply< ::std::tuple_size<	typename ::std::decay<T>::type>::value 
                   >::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t)))
{
	return Apply< ::std::tuple_size<typename ::std::decay<T>::type>::value
	            >::apply
	(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t));
}


using std::forward; // You can change this if you like unreadable code or care hugely about namespace pollution.

template<size_t N>
struct ApplyMember
{
	template<typename C, typename F, typename T, typename... A>
	static inline auto apply(C&& c, F&& f, T&& t, A&&... a) ->
		decltype(ApplyMember<N - 1>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t), std::get<N - 1>(forward<T>(t)), forward<A>(a)...))
	{
		return ApplyMember<N - 1>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t), std::get<N - 1>(forward<T>(t)), forward<A>(a)...);
	}
};

template<>
struct ApplyMember<0>
{
	template<typename C, typename F, typename T, typename... A>
	static inline auto apply(C&& c, F&& f, T&&, A&&... a) ->
		decltype((forward<C>(c)->*forward<F>(f))(forward<A>(a)...))
	{
		return (forward<C>(c)->*forward<F>(f))(forward<A>(a)...);
	}
};

// C is the class, F is the member function, T is the tuple.
template<typename C, typename F, typename T>
inline auto apply(C&& c, F&& f, T&& t) ->
decltype(ApplyMember<std::tuple_size<typename std::decay<T>::type>::value>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t)))
{
	return ApplyMember<std::tuple_size<typename std::decay<T>::type>::value>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t));
}