C++ 中的 std::tuple 類及其成員函式
本文將演示在 C++ 中使用 std::tuple 類及其成員函式的多種方法。
使用 std::make_tuple 函式在 C++ 中構造 std::tuple 物件
函式 std::tuple 是實現固定大小的異構型別集合的 STL 類别範本。通常，元組在數學中經常被用來表示元素的有限序列，但它也與程式語言中不同型別的乘積相關聯。
在 C++ 中，有一個類似的類，std::pair，它只能儲存兩個異構物件。std::tuple 物件宣告通常指定元組將包含的型別以及它們將被訪問的順序。這些型別被指定為類似於 std::pair 的模板引數。std::tuple 命令可以用不同的建構函式初始化。儘管如此，在這種情況下，我們還是使用 std::make_tuple 函式。std::make_tuple 過程採用可變數量的引數並嘗試自動推斷型別。該函式返回包含給定值的 std::tuple 物件。
在下面的示例程式中，我們實現了一個名為 printTupleOfThree 的函式，它列印三個值的元組。請注意，此模板函式無法列印具有不同元素數量的元組。printTupleOfThree 命令可以在具有三個以上元素的元組上呼叫，但它只會輸出其中的前三個。因此，由於為不同大小的元組定義過載函式效率低下，我們需要使用不同的方法來解決問題。
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <vector>
using std::cout; using std::endl;
using std::vector; using std::tuple;
using std::string;
template<typename Tuple>
void printTupleOfThree(Tuple t) {
cout << "("
<< std::get<0>(t) << ", "
<< std::get<1>(t) << ", "
<< std::get<2>(t) << ")" << endl;
}
int main()
{
std::vector<string> v1 {"one", "two", "three", "four", "five", "six"};
std::vector<int> v2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
std::vector<float> v3 = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6};
auto t1 = std::make_tuple(v1[0], v1[1], v2[0]);
auto t2 = std::make_tuple(v1[0], v1[1], v2[0], v3[0], v3[1]);
printTupleOfThree(t1);
printTupleOfThree(t2);
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
(one, two, 1)
(one, two, 2)
在 C++ 中使用函式模板列印任意大小的元組
上一節中提出的問題的解決方案稱為可變引數模板。後者是模板接受可變數量引數的特性。請注意，printTuple 是一個可變引數模板函式，它呼叫 TuplePrinter 類的 print 成員函式。後者是一個類别範本，它定義了一個名為 print 的成員函式，但請記住，TuplePrinter 類有兩個定義。這種實現稱為遞迴模板例項化，它是基於模板的超程式設計中的一種已知技術。
超程式設計涉及利用編譯時多型性的方法，這是一個比本文所能處理的更大的主題。最好參考一本名為 C++ 模板–完整指南 的書，以詳細瞭解模板特性和使用它們的超程式設計技術。結果，我們使 printTuple 函式與不同大小的元組物件相容，並且可以將其所有成員列印到 cout 流。
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <vector>
using std::cout; using std::endl;
using std::vector; using std::tuple;
using std::string;
template<class Tuple, std::size_t N>
struct TuplePrinter {
static void print(const Tuple& t)
{
TuplePrinter<Tuple, N-1>::print(t);
std::cout << ", " << std::get<N-1>(t);
}
};
template<class Tuple>
struct TuplePrinter<Tuple, 1>{
static void print(const Tuple& t)
{
std::cout << std::get<0>(t);
}
};
template<class... Args>
void printTuple(const std::tuple<Args...>& t)
{
std::cout << "(";
TuplePrinter<decltype(t), sizeof...(Args)>::print(t);
std::cout << ")" << endl;
}
int main()
{
std::vector<string> v1 {"one", "two", "three", "four", "five", "six"};
std::vector<int> v2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
std::vector<float> v3 = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6};
auto t1 = std::make_tuple(v1[0], v1[1], v3[0]);
auto t2 = std::make_tuple(v1[0], v1[1], v2[1], v3[0], v3[1]);
printTuple(t1);
printTuple(t2);
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
(one, two, 1.1)
(one, two, 2, 1.1, 2.2)
Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.
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