C++ std::tie函數(shù)的作用和用法

函數(shù)原型

C++中std::tie函數(shù)的作用就是從元素引用中生成一個(gè)tuple元組，其在頭文件中定義，其函數(shù)原型如下：

template< class... Types >
std::tuple< Types&... > tie( Types&... args ) noexcept; //C++11起, C++14前

template< class... Types >
constexpr std::tuple< Types&... > tie( Types&... args ) noexcept;//C++14起

其中參數(shù) args 為構(gòu)造 tuple 所用的零或更多左值參數(shù)。其返回值為含的std::tuple對(duì)象。

作用和用法

1. 解包 tuple 和 pair

std::tie 可以用于解包 tuple 和 pair，因?yàn)?std::tuple 擁有從 pair 的轉(zhuǎn)換賦值。

注：元組tuple可以將不同類(lèi)型的元素存放在一起，可以理解為pair的擴(kuò)展（pair只能包含兩個(gè)元素，而tuple可以多個(gè)）。

std::tuple擁有從 pair 的轉(zhuǎn)換賦值的主要原因就是：tuple的實(shí)現(xiàn)中重載了 operator=，其部分原型如下：

template< class U1, class U2 >
tuple& operator=( const std::pair< U1, U2 >& p );//C++11 起, C++20 前

因此，std::tie可以用于pair的解包：

std::set< int > set;
std::set< int >::iterator iter;
bool result;
std::tie(iter, result) = set.insert(value);//解包 insert 的返回值為 iter 與 result
std::tie(std::ignore, result) = set.insert(value);//使用std::ignore忽略insert的返回pair中的第一個(gè)元素

注 ：std::ignore 是令 std::tie 在解包 std::tuple 時(shí)作為不使用的參數(shù)的占位符使用，即忽略某些 tuple 中的某些返回值。

2. 批量賦值

std::tie 可以將多個(gè)變量的引用整合成一個(gè) tuple，進(jìn)而通過(guò)另外一個(gè)同類(lèi)型的 tuple 進(jìn)行批量賦值。

tuple< string, double, int > tup("idoit", 98.8, 1);
string name;
double score;
int rank;

//通過(guò)變量tup實(shí)現(xiàn)對(duì)name、score、rank的批量賦值操作
tie(name, score, rank) = tup;

3. 比較結(jié)構(gòu)體

可以將結(jié)構(gòu)體成員傳入std::tie，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體的比較。

struct S {
    int n;
    std::string s;
    float d;
    bool operator< (const S& rhs) const
    {
        // 比較 n 與 rhs.n,
        // 然后為 s 與 rhs.s,
        // 然后為 d 與 rhs.d
        return std::tie(n, s, d) < std::tie(rhs.n, rhs.s, rhs.d);
        //注：由于tie返回的是一個(gè) tuple，tuple的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)重載了operator< ，因此可以利用tuple的operator< ，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體S的operator< 。
    }
};

具體示例

#include < iostream >
#include < set >
#include < string >
#include < tuple >
using namespace std;

struct S {
    int n;
    string s;
    float d;
    bool operator< (const S& rhs) const {
        // 比較 n 與 rhs.n,
        // 然后為 s 與 rhs.s,
        // 然后為 d 與 rhs.d
        return tie(n, s, d) < tie(rhs.n, rhs.s, rhs.d);
    }
};

int main() {
    set< S > set_of_s;

    S value1{42, "Test1", 3.14};
    S value2{23, "Test2", 3.14};
    set< S >::iterator iter;
    bool result;

    /************解包**********/
    tie(iter, result) = set_of_s.insert(value1);
    if (result) cout < < "Value1 was inserted successfullyn";

    tie(std::ignore, result) = set_of_s.insert(
        value2);  // 使用std::ignore忽略insert的返回pair中的第一個(gè)元素
    if (result) cout < < "Value2 was inserted successfullyn";

    /***********結(jié)構(gòu)體比較**********/
    bool r = value1 < value2;
    cout < < "value1 < value2 : " < < r < < endl;

    /***********批量賦值**********/
    tuple< string, double, int > tup("idoit", 98.8, 1);
    string name;
    double score;
    int rank;

    tie(name, score, rank) = tup;
    cout < < name < < " " < < score < < " " < < rank < < endl;

    return 0;
}

輸出結(jié)果：

Value1 was inserted successfully
Value2 was inserted successfully
value1 < value2 : 0
idoit 98.8 1