C++ 中的 std::tuple 类及其成员函数
本文将演示在 C++ 中使用 std::tuple 类及其成员函数的多种方法。
使用 std::make_tuple 函数在 C++ 中构造 std::tuple 对象
函数 std::tuple 是实现固定大小的异构类型集合的 STL 类模板。通常，元组在数学中经常被用来表示元素的有限序列，但它也与编程语言中不同类型的乘积相关联。
在 C++ 中，有一个类似的类，std::pair，它只能存储两个异构对象。std::tuple 对象声明通常指定元组将包含的类型以及它们将被访问的顺序。这些类型被指定为类似于 std::pair 的模板参数。std::tuple 命令可以用不同的构造函数初始化。尽管如此，在这种情况下，我们还是使用 std::make_tuple 函数。std::make_tuple 过程采用可变数量的参数并尝试自动推断类型。该函数返回包含给定值的 std::tuple 对象。
在下面的示例程序中，我们实现了一个名为 printTupleOfThree 的函数，它打印三个值的元组。请注意，此模板函数无法打印具有不同元素数量的元组。printTupleOfThree 命令可以在具有三个以上元素的元组上调用，但它只会输出其中的前三个。因此，由于为不同大小的元组定义重载函数效率低下，我们需要使用不同的方法来解决问题。
#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;
}
输出：
(one, two, 1)
(one, two, 2)
在 C++ 中使用函数模板打印任意大小的元组
上一节中提出的问题的解决方案称为可变参数模板。后者是模板接受可变数量参数的特性。请注意，printTuple 是一个可变参数模板函数，它调用 TuplePrinter 类的 print 成员函数。后者是一个类模板，它定义了一个名为 print 的成员函数，但请记住，TuplePrinter 类有两个定义。这种实现称为递归模板实例化，它是基于模板的元编程中的一种已知技术。
元编程涉及利用编译时多态性的方法，这是一个比本文所能处理的更大的主题。最好参考一本名为 C++ 模板–完整指南 的书，以详细了解模板特性和使用它们的元编程技术。结果，我们使 printTuple 函数与不同大小的元组对象兼容，并且可以将其所有成员打印到 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;
}
输出：
(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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