C++中tuple类型

tuple是C++11新标准里的类型。它是一个类似pair类型的模板。pair类型是每个成员变量各自可以是任意类型,但是只能有俩个成员,而tuple与pair不同的是它可以有任意数量的成员。但是每个确定的tuple类型的成员数目是固定的。

tuple容器(元组), 是表示元组容器, 是不包含任何结构的,快速而低质(粗制滥造, quick and dirty)的, 可以用于函数返回多个返回值;

tuple容器, 可以使用直接初始化, 和"make_tuple()"初始化, 访问元素使用"get<>()"方法, 注意get里面的位置信息, 必须是常量表达式(const expression);

可以通过"std::tuple_size<decltype(t)>::value"获取元素数量; "std::tuple_element<0, decltype(t)>::type"获取元素类型;

如果tuple类型进行比较, 则需要保持元素数量相同, 类型可以比较, 如相同类型, 或可以相互转换类型(int&double);

无法通过普通的方法遍历tuple容器, 因为"get<>()"方法, 无法使用变量获取值; 

tuple是一个固定大小的不同类型值的集合,是泛化的std::pair。和c#中的tuple类似,但是比c#中的tuple强大得多。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。 

基本用法  

当我们希望将一些不同类型的数据和成单一对象时,可能大家会想到结构体(类),tuple是一种比结构体来的更加方便的类型 

构造一个tuple  

tuple<const char*, int>tp = make_tuple(sendPack,nSendSize); //构造一个tuple

这个tuple等价于一个结构体 

struct A
{
    char* p;
    int len;
};

 用tuple<const char*, int>tp就可以不用创建这个结构体了,而作用是一样的,是不是更简洁直观了。还有一种方法也可以创建元组,用std::tie,它会创建一个元组的左值引用。

auto tp = return std::tie(1, "aa", 2);
//tp的类型实际是:
std::tuple<int&,string&, int&>

再看看如何获取它的值:

const char* data = std::get<0>(); //获取第一个值
int len = std::get<1>(); //获取第二个值

 以下是两个简单demo

demo1:

#include<iostream>
//定义在此头文件下
#include<tuple>
 
using namespace std;
 
int main(void)
{
    tuple<int,int,float> tp(1,2,3.1);
 
    cout<<"第一个元素为:"<<get<0>(tp)<<endl;
    cout<<"第二个元素为:"<<get<1>(tp)<<endl;
    cout<<"第三个元素为:"<<get<2>(tp)<<endl;
 
    return 0;
}

 demo2:

/*eclipse cdt, gcc 4.8.1*/  
  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <string>  
#include <tuple>  
  
using namespace std;  
  
std::tuple<std::string, int>  
giveName(void)  
{  
    std::string cw("Caroline");  
    int a(2023);  
    std::tuple<std::string, int> t = std::make_tuple(cw, a);  
    return t;  
}  
  
int main()  
{  
    std::tuple<int, double, std::string> t(64, 128.0, "Caroline");  
    std::tuple<std::string, std::string, int> t2 =  
            std::make_tuple("Caroline", "Wendy", 1992);  
  
    //返回元素个数  
    size_t num = std::tuple_size<decltype(t)>::value;  
    std::cout << "num = " << num << std::endl;  
  
    //获取第1个值的元素类型  
    std::tuple_element<1, decltype(t)>::type cnt = std::get<1>(t);  
    std::cout << "cnt = " << cnt << std::endl;  
  
    //比较  
    std::tuple<int, int> ti(24, 48);  
    std::tuple<double, double> td(28.0, 56.0);  
    bool b = (ti < td);  
    std::cout << "b = " << b << std::endl;  
  
    //tuple作为返回值  
    auto a = giveName();  
    std::cout << "name: " << get<0>(a)  
            << " years: " << get<1>(a) << std::endl;  
  
    return 0;  
}

输出结果:

num = 3  
cnt = 128  
b = 1  
name: Caroline years: 2023 

  还有一种方法也可以获取元组的值,通过std::tie解包tuple 

int x,y;
string a;
std::tie(x,a,y) = tp; 

 通过tie解包后,tp中三个值会自动赋值给三个变量。

解包时,我们如果只想解某个位置的值时,可以用std::ignore占位符来表示不解某个位置的值。比如我们只想解第三个值时:

std::tie(std::ignore,std::ignore,y) = tp; //只解第三个值了

还有一个创建右值的引用元组方法:forward_as_tuple。

std::map<int, std::string> m;    
m.emplace(std::piecewise_construct, 
    std::forward_as_tuple(10), 
    std::forward_as_tuple(20, 'a'));

它实际上创建了一个类似于std::tuple<int&&, std::string&&>类型的tuple。

我们还可以通过tuple_cat连接多个tupe

int main()
{
    std::tuple<int, std::string, float> t1(10, "Test", 3.14);
    int n = 7;
    auto t2 = std::tuple_cat(t1, std::make_pair("Foo", "bar"), t1, std::tie(n));
    n = 10;
    print(t2);
}

输出结果:

(10, Test, 3.14, Foo, bar, 10, Test, 3.14, 10)

到这里tuple的用法介绍完了,是不是很简单,也很容易使用,相信你使用它之后就离不开它了。我前面说过tuple是简约而不简单。它有很多高级的用法。它和模板元关系密切,要介绍它的高级用法的时候,读者需要一定的模板元基础,如果你只是把它当一个泛型的pair去使用时,这部分可以不看,如果你想用它高级用法的时候就往下看。让我们要慢慢揭开tuple神秘的面纱。

tuple所支持的操作

操作说明
make_tuple(v1,v2,v3,v4…vn)返回一个给定初始值初始化的tuple,类型从初始值推断
t1 == t2当俩个tuple具有相同数量的成员且成员对应相等时
t1 != t2与上一个相反
get(t)返回t的第i个数据成员
tuple_size::value给定了tuple中成员的数量

g++ 编译器报错不是std对象时,要在后面加上 -std=c++11,  对接nosql数据库。

tuple的高级用法

获取tuple中某个位置元素的类型

通过std::tuple_element获取元素类型。

template<typename Tuple>
void Fun(Tuple& tp)
{
    std::tuple_element<0,Tuple>::type first = std::get<0> (mytuple);
    std::tuple_element<1,Tuple>::type second = std::get<1> (mytuple);
}

获取tuple中元素的个数:

tuple t;

int size = std::tuple_size<decltype(t))>::value;

遍历tuple中的每个元素

因为tuple的参数是变长的,也没有for_each函数,如果我们想遍历tuple中的每个元素,需要自己写代码实现。比如我要打印tuple中的每个元素。

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 << ")\n";
}

根据tuple元素值获取其对应的索引位置

namespace detail
{
    template<int I, typename T, typename... Args>
    struct find_index
    {
        static int call(std::tuple<Args...> const& t, T&& val)
        {
            return (std::get<I - 1>(t) == val) ? I - 1 :
                find_index<I - 1, T, Args...>::call(t, std::forward<T>(val));
        }
    };

    template<typename T, typename... Args>
    struct find_index<0, T, Args...>
    {
        static int call(std::tuple<Args...> const& t, T&& val)
        {
            return (std::get<0>(t) == val) ? 0 : -1;
        }
    };
}

template<typename T, typename... Args>
int find_index(std::tuple<Args...> const& t, T&& val)
{
    return detail::find_index<0, sizeof...(Args) - 1, T, Args...>::
           call(t, std::forward<T>(val));
}

int main()
{
    std::tuple<int, int, int, int> a(2, 3, 1, 4);
    std::cout << find_index(a, 1) << std::endl; // Prints 2
    std::cout << find_index(a, 2) << std::endl; // Prints 0
    std::cout << find_index(a, 5) << std::endl; // Prints -1 (not found)
}

展开tuple,并将tuple元素作为函数的参数。这样就可以根据需要对tuple元素进行处理了

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

template<size_t N>
struct Apply {
    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)
-> 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));
}

void one(int i, double d)
{
    std::cout << "function one(" << i << ", " << d << ");\n";
}

int two(int i)
{
    std::cout << "function two(" << i << ");\n";
    return i;
}

//测试代码
int main()
{
    std::tuple<int, double> tup(23, 4.5);
    apply(one, tup);

    int d = apply(two, std::make_tuple(2));

    return 0;
}

看到这里,想必大家对tuple有了一个全面的认识了吧,怎么样,它是简约而不简单吧。对模板元不熟悉的童鞋可以不看tuple高级用法部分,不要为看不懂而捉急,没事的,高级部分一般用不到,知道基本用法就够用了。

tuple和vector比较:

vector只能容纳同一种类型的数据,tuple可以容纳任意类型的数据;

vector和variant比较:

二者都可以容纳不同类型的数据,但是variant的类型个数是固定的,而tuple的类型个数不是固定的,是变长的,更为强大。

C++ pair 点对 

1 pair的应用

pair是将2个数据组合成一个数据,当需要这样的需求时就可以使用pair,如stl中的map就是将key和value放在一起来保存。另一个应用是,当一个函数需要返回2个数据的时候,可以选择pair。 pair的实现是一个结构体,主要的两个成员变量是first second 因为是使用struct不是class,所以可以直接使用pair的成员变量。

其标准库类型--pair类型定义在#include <utility>头文件中,定义如下:

类模板:template<class T1,class T2> struct pair

参数:T1是第一个值的数据类型,T2是第二个值的数据类型。

功能:pair将一对值(T1和T2)组合成一个值,

        这一对值可以具有不同的数据类型(T1和T2),

        两个值可以分别用pair的两个公有函数first和second访问。

定义(构造函数):

pair<T1, T2> p1;            //创建一个空的pair对象(使用默认构造),它的两个元素分别是T1和T2类型,采用值初始化。
pair<T1, T2> p1(v1, v2);    //创建一个pair对象,它的两个元素分别是T1和T2类型,其中first成员初始化为v1,second成员初始化为v2。
make_pair(v1, v2);          // 以v1和v2的值创建一个新的pair对象,其元素类型分别是v1和v2的类型。
p1 < p2;                    // 两个pair对象间的小于运算,其定义遵循字典次序:如 p1.first < p2.first 或者 !(p2.first < p1.first) && (p1.second < p2.second) 则返回true。
p1 == p2;                  // 如果两个对象的first和second依次相等,则这两个对象相等;该运算使用元素的==操作符。
p1.first;                   // 返回对象p1中名为first的公有数据成员
p1.second;                 // 返回对象p1中名为second的公有数据成员

 2 pair的创建和初始化

 pair包含两个数值,与容器一样,pair也是一种模板类型。但是又与之前介绍的容器不同;

在创建pair对象时,必须提供两个类型名,两个对应的类型名的类型不必相同 


pair<string, string> anon;        // 创建一个空对象anon,两个元素类型都是string
pair<string, int> word_count;     // 创建一个空对象 word_count, 两个元素类型分别是string和int类型
pair<string, vector<int> > line;  // 创建一个空对象line,两个元素类型分别是string和vector类型

当然也可以在定义时进行成员初始化:

pair<string, string> author("James","Joy");    // 创建一个author对象,两个元素类型分别为string类型,并默认初始值为James和Joy。
pair<string, int> name_age("Tom", 18);
pair<string, int> name_age2(name_age);    // 拷贝构造初始化

 pair类型的使用相当的繁琐,如果定义多个相同的pair类型对象,可以使用typedef简化声明:

typedef pair<string,string> Author;
Author proust("March","Proust");
Author Joy("James","Joy");

 变量间赋值:

pair<int, double> p1(1, 1.2);
pair<int, double> p2 = p1;     // copy construction to initialize object
pair<int, double> p3;
p3 = p1;    // operator =

 3 pair对象的操作 

访问两个元素操作可以通过first和sencond访问:

pair<int ,double> p1;
 
p1.first = 1;
 
p1.second = 2.5;
 
cout<<p1.first<<' '<<p1.second<<endl;
 
//输出结果:1 2.5
 
 
string firstBook;
if(author.first=="James" && author.second=="Joy")
    firstBook="Stephen Hero";

4 make_pair函数(生成新的pair对象)

还可以利用make_pair创建新的pair对象 

 pair<int, double> p1;
 p1 = make_pair(1, 1.2);
 
cout << p1.first << p1.second << endl;
 
//output: 1 1.2
 
int a = 8;
 
string m = "James";
 
pair<int, string> newone;
 
newone = make_pair(a, m);
cout << newone.first << newone.second << endl;
 
//output: 8 James

template pair make_pair(T1 a, T2 b) { return pair(a, b); }

很明显,我们可以使用pair的构造函数也可以使用make_pair来生成我们需要的pair。 一般make_pair都使用在需要pair做参数的位置,可以直接调用make_pair生成pair对象很方便,代码也很清晰。 另一个使用的方面就是pair可以接受隐式的类型转换,这样可以获得更高的灵活度。灵活度也带来了一些问题如:

std::pair<int, float>(1, 1.1);

std::make_pair(1, 1.1);

是不同的,第一个就是float,而第2个会自己匹配成double。

类模板:template <class T1, class T2> struct pair

参数:T1是第一个值的数据类型,T2是第二个值的数据类型。

功能:pair将一对值组合成一个值,这一对值可以具有不同的数据类型(T1和T2),两个值可以分别用pair的两个公有函数first和second访问。

具体用法:

1.定义(构造):

 pair<int, double> p1;  //使用默认构造函数
 pair<int, double> p2(1, 2.4);  //用给定值初始化
 pair<int, double> p3(p2);  //拷贝构造函数

2.访问两个元素(通过first和second)

pair<int, double> p1;  //使用默认构造函数
p1.first = 1;
p1.second = 2.5;
cout << p1.first << ' ' << p1.second << endl;

输出结果:1 2.5

赋值operator = :

(1)利用make_pair

pair<int, double> p1;
p1 = make_pair(1, 1.2);

(2)变量间赋值:

pair<int, double> p1(1, 1.2);
pair<int, double> p2 = p1;

5 通过tie获取pair元素值

在某些清况函数会以pair对象作为返回值时,可以直接通过std::tie进行接收。比如:

std::pair<std::string, int> getPreson() {
    return std::make_pair("Sven", 25);
}
 
int main(int argc, char **argv) {
    std::string name;
    int ages;
 
    std::tie(name, ages) = getPreson();
 
    std::cout << "name: " << name << ", ages: " << ages << std::endl;
 
    return 0;
}

Pair类型概述

pair是一种模板类型,其中包含两个数据值,两个数据的类型可以不同,基本的定义如下:

pair<int, string> a;

表示a中有两个类型,第一个元素是int型的,第二个元素是string类型的,如果创建pair的时候没有对其进行初始化,则调用默认构造函数对其初始化。

pair<string, string> a("James", "Joy");

也可以像上面一样在定义的时候直接对其初始化。

由于pair类型的使用比较繁琐,因为如果要定义多个形同的pair类型的时候,可以时候typedef简化声明:

typedef pair<string, string> author;

author pro("May", "Lily");

author joye("James", "Joyce");

Pair对象的操作

  • 对于pair类,由于它只有两个元素,分别名为first和second,因此直接使用普通的点操作符即可访问其成员

pair<string, string> a("Lily", "Poly"); 

string name;

name = a.second;
  • 生成新的pair对象

可以使用make_pair对已存在的两个数据构造一个新的pair类型:

int a = 8;

string m = "James";

pair<int, string> newone;

newone = make_pair(a, m);

参考:

        https://www.cnblogs.com/huangfuyuan/p/9238598.html

        https://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/8250879.html

        https://www.cnblogs.com/qicosmos/p/3318070.html 

        pair

        https://blog.csdn.net/sevenjoin/article/details/81937695

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