tuple用法总结

tuple简介

tuple（元组）在c++11中开始引用，是一个固定大小的不同类型值的集合，是泛化的std::pair。

我们也可以把他当做一个通用的结构体来用，不需要创建结构体又获取结构体的特征，在某些情况下可以取代结构体使程序更简洁，直观。

std::tuple理论上可以有无数个任意类型的成员变量，而std::pair只能是2个成员，因此在需要保存3个及以上的数据时就需要使用tuple元组了。

tuple的创建和初始化

 
std::tuple<T1, T2, TN> t1;//创建一个空的tuple对象,它对应的元素分别是T1和T2...Tn类型，采用值初始化。

std::tuple<T1, T2, TN> t2(v1, v2, ... TN);//创建一个tuple对象，它的两个元素分别是T1和T2 ...Tn类型; 要获取元素的值需要通过tuple的成员get<Ith>(obj)进行获取(Ith是指获取在tuple中的第几个元素)。

std::tuple<T1&> t3(ref&); // tuple的元素类型可以是一个引用

std::make_tuple(v1, v2); // 像pair一样也可以通过make_tuple进行创建一个tuple对象


// tuple的元素类型为引用：
std::string name;
std::tuple<string &, int> tpRef(name, 30);
// 对tpRef第一个元素赋值，同时name也被赋值 - 引用
std::get<0>(tpRef) = "Sven";
 
// name输出也是Sven
std::cout << "name: " << name << '\n';

tuple的操作

//1.等价结构体
struct person {
    char *m_name;
    char *m_addr;
    int  *m_ages;
};
//可以用tuple来表示这样的一个结构类型，作用是一样的。
std::tuple<const char *, const char *, int>

//2.获取tuple个数
#include <iostream>
#include <tuple>

int main (){
  std::tuple<int, char, double> mytuple (10, 'a', 3.14);
  std::cout << "mytuple has ";
  std::cout << std::tuple_size<decltype(mytuple)>::value;
  std::cout << " elements." << '\n';
  return 0;
}
//输出结果：mytuple has 3 elements

//3.获取元素的值
#include <iostream>
#include <tuple>

int main ()
{
  std::tuple<int, char, double> mytuple (10, 'a', 3.14);
  std::cout << "mytuple has ";
  std::cout << std::tuple_size<decltype(mytuple)>::value;
  std::cout << " elements." << '\n';
  //获取元素
  std::cout << "the elements is: ";
  std::cout << std::get<0>(mytuple) << " ";
  std::cout << std::get<1>(mytuple) << " ";
  std::cout << std::get<2>(mytuple) << " ";
  std::cout << '\n';
  return 0;
}
/*输出结果：
mytuple has 3 elements.
the elements is: 10 a 3.14 
*/

注意：tuple不支持迭代，只能通过元素索引(或tie解包)进行获取元素的值。但是给定的索引必须是在编译器就已经给定，不能在运行期进行动态传递，否则将发生编译错误：如：

>for(int i=0; i<3; i++)
   std::cout << std::get<i>(mytuple) << " "; //将引发编译错误

//4.获取元素的类型
//要想得到元素类型可以通过tuple_element方法获取，如有以下元组对象：
std::tuple<std::string, int> tp("Sven", 20);

// 得到第二个元素类型
std::tuple_element<1, decltype(tp)>::type ages;  // ages就为int类型
 
ages = std::get<1>(tp);
 
std::cout << "ages: " << ages << '\n';
 
//输出结果:ages: 20

 //5.利用tie进行解包元素的值
 //如同pair一样也是可以通过tie进行解包tuple的各个元素的值。如下tuple对象有4个元素，通过tie解将会把这4个元素的值分别赋值给tie提供的4个变量中。
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>
 
int main(int argc, char **argv) {
    std::tuple<std::string, int, std::string, int> tp;
    tp = std::make_tuple("Sven", 25, "Shanghai", 21);
 
    // 定义接收变量
    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;
}
 
/*输出结果：
Output: 
name: Sven, addr: Shanghai, ages: 25, areaCode: 21
*/

但有时候tuple包含的多个元素时只需要其中的一个或两个元素，如此可以通过std::ignore进行变量占位，这样将会忽略提取对应的元素。可以修改上述例程：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>
 
int main(int argc, char **argv) {
    std::tuple<std::string, int, std::string, int> tp;
    tp = std::make_tuple("Sven", 25, "Shanghai", 21);
 
    // 定义接收变量
    std::string name;
    std::string addr;
    int ages;
    int areaCode = 110;
 
    std::tie(name, ages, std::ignore, std::ignore) = tp;
    std::cout << "Output: " << '\n';
    std::cout << "name: " << name <<", ";
    std::cout << "addr: " << addr << ", ";
    std::cout << "ages: " << ages << ", ";
    std::cout << "areaCode: " << areaCode << '\n';
 
    return 0;
}
 
/*输出结果：
Output: 
name: Sven, addr: , ages: 25, areaCode: 110
*/

//6. tuple元素的引用
//前面已经列举了将引用作为tuple的元素类型。下面通过引用搭配make_tuple()可以提取tuple的元素值，将某些变量值设给它们，并通过改变这些变量来改变tuple元素的值：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <functional>
 
int main(int argc, char **agrv) {
 
    std::tuple<std::string, int, float> tp1("Sven Cheng", 77, 66.1);
 
    std::string name;
    int weight;
    float f;
 
    auto tp2 = std::make_tuple(std::ref(name), std::ref(weight), std::ref(f)) = tp1;
 
    std::cout << "Before change: " << '\n';
    std::cout << "name: " << name << ", ";
    std::cout << "weight: " << weight << ", ";
    std::cout << "f: " << f << '\n';
 
    name = "Sven";
    weight = 80;
    f = 3.14;
 
	std::cout << "After change: " << '\n';
	std::cout << "element 1st: " << std::get<0>(tp2) << ", ";
	std::cout << "element 2nd: " << std::get<1>(tp2) << ", ";
	std::cout << "element 3rd: " << std::get<2>(tp2) << '\n';
 
    return 0;
}
 
/*输出结果：
Before change: 
name: Sven Cheng, weight: 77, f: 66.1
After change: 
element 1st: Sven, element 2nd: 80, element 3rd: 3.14
*/